Электролит для обезуглероживаниястали

Электролит для обезуглероживаниястали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсимк

Социалистические

Ресетубпми

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()831816 (61) Дополнительное к авт. с вид-ву— (22) Заявлено 12.07. 79 (21) 2794829/22-02 с присоединением заявки.%(23) П риоритет— (51)М. Кл.

С 21 0 3/04

Гфсудерстеенный кеееетет

СССР ве делан еэобретеней в еткрмтей

Опубликовано 23.05-8! ° Бюллетень Ж 19 (53) УД К621 . 785 . .06(088.8) Дата опубликования описания 25.05.81

В. Н. Дур джи, И. В. Брянцев, А. М. Мо1 рова

f и Т. С. Лаврова

Институт прикладной физики АН Молдавс (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ СТАЛИ

Изобретение относится к диффузионным способам удаления неметаллов, а именно к электролитам для обезуглероживания стали.

Известен способ обезуглероживания стали, по которому обезуглероживание осуществляется при высоких температурах в специальной атмосфере (I) .

Недостаток способа заключается в длительности процесса и сложности его осуществления. .10

Известен также способ обезуглероживания трансформаторной стали с нагревом в электролите при катодном процессе, по которому нагрев стали в .I5X-ном водном растворе !!а СО прово15 дится при 700,800 и 900 С. Выдержка

О при заданных температурах изменяется от 0,25 до 5 мин. Начальное напряжение во всех случаях составляет

200 В Г23

Недостатком этого электролита является то, что обезуглероженный слой является неравномерным, так как в по

2 верхностном слое глубиной до 200 мк1 количество углерода больше исходного

Цель изобретения — получение равномерного обезуглероженного слоя.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве электролита, используют водный раствор следующего состава, вес.7.:

Азотнокислый аммоний 10-25

Ацетон 5-15

Вода Остальное.

Обработку осуществляют в темпераО турном интервале 550-800 С.

Анодный процесс позволяет плавна регулировать температуру нагрева в о широком интервале от 500 до 1000 С, при этом протекание импульсно-дуговых разрядов исключается. Однако использовать в качестве электролита

157.-ный водный раствор Na

0,42 2,5 5

650

Осталь" 0,45 ное

650

0,20 3

0,36 3

10 То же 0,26

15 -"- 0 4

650

25.

3 8 ся толстые слои Ма СО, что приводит к быстрому спаду температуры анода и к срыву процесса нагрева.

Обезуглероживанию подвергаются образцы.из ст. 50 с исходным содержанием углерода 0,5%. Концентрация азотнокислого аммония и ацетона определяется исходя из закономерностей установления режима нагрева. Минимальная концентрация азотнокислого аммония должна обеспечивать достаточно высокую электропроводность, так как режим нагрева устанавливается при электропроводности раствора бо--Ф лее 0,05 Ом . При этом следует учитывать, что добавление ацетона снижает электропроводность электролита, поэтому концентрация азотнокислого аммония должна быть не менее 10Х. Выбор концентрации ацетона осуществляется, исходя из требования установления режима нагрева и обеспечения процесса обезуглероживания.При концентрации ацетона мене 5% обезуглероживание практически отсутствует, а при концентрации более 15% режим .нагрева не устанавливается. Температура нагрева регулируется величиной напря жения на электродах. Ввиду того, что процесс обезуглероживания протекает в температурном интервале 550-800 С

0 (без .образования карбонитридной зоны на поверхности детали), температура нагрева регулируется повышением напряжения от 90 до 240 В. При обработке деталь либо погружают в электролит, либо на нужные участки подают раствор .с помощью спрейера-. В результате обработки из-за специфического анодкого растворения класс чистоты повышается.

31816 ф

Пример. Электроды из ст. 50 диаметром 10 мм нагревают при анодпом процессе в водном растворе, состоящем из 15% аэотнокислого аммония и

i0I ацетона. После установления на— пряжения на электродах образцы погружают на глубину 17-18 мм. При напряжении 90 В температура нагрева составляет 550 С. В результате обработ10 ки в течение 5 мин концентрация углерода в образце понижается до 0,38Х на глубине 2,5-3 мм. На поверхности образцов (до 25-30 мкм) концентрация углерода 0,44%. о

15 При температуре нагрева 650 и 750 С обработка в течение 5 мин приводит к уменьшению концентрации углерода до 0,20% на глубине до 3 мм. В поверхностном слое глубиной до 10-15 мкм

20 концентрация углерода составляет 0,25.

0,30%. При температуре нагрева 850 С наряду с обезуглероживанием протекает азотирование и на поверхности образцов за время обработки 5 мин образуется

25 сплошная нитридная зона глубиной 50 .

60 мкм,микротвердостью 700-800 кг/мм

Концентрация углерода на поверхности составляет 0,34% и падает до 0,24Х на глубине 25-30 мкм.

3 1. Дальнейшее увеличение температуры нагрева приводит к росту концентрации углерода и увеличению глубины карбоо нитридной зоны. Так при 920 С концентрация углерода на поверхности образцов составляет 1.,2%; в глубине 0,84Х.

Толщина карбонитридной зоны достигаеч

90-120 мкм за время обработки 5 мин.

В таблице приведены результаты обработки стали в электролитах различного состава.

83

Распределение углерода по глубине в образцах, подвергнутых нагреву при анодном процессе, определяется методом послойного локального эмиссион1 ного спектрального анализа, позволяюЩего анализировать объем диаметром

200 мкм на поверхности и 5-10 мкм по глубине.

Таким образом, использование предлагаемого электролита для обеэуглероживания стали позволяет получить равномерный обезуглероженный слой, повы3 сить .чистоту поверхности детали (после обработки резанием) на 1-2 класса и исключить возможность возникновения импульсно-дуговых разрядов> приводящих к эрозии поверхности.

1816

Формула изобретения

Электролит для обезуглероживания стали в процессе нагрева на основе водных растворов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью получения равномерного обезуглероженного слоя, .он дополнительно содержит азотнокислый аммоний и ацетон при следующем соотношении компонентов, вес.Ж:

Азотнокислый аммоний .10-25

Ацетон 5-15

Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Известия АН СССР. Металлы, 1976, В 3, с. 169-173.

2. "Электронная обработка металпов", 1973,-N- 6, с. 64-66.

Составитель А. Ляпунов

Редактор И.Николайчук Техре А.Савка Корректор В, Сини кая

Заказ 3979 83 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР.по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород,.ул. Проектная, 4