Среда для комплексного насыщения стальных изделий

Среда для комплексного насыщения стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцналистнческнк

Республнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>897892 (61) Дополнительное к авт. саид-ву

{22) Заявлено 170480 (21) 2912188/22-02

Р М К з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

С 23 С 9/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15,0182. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 1501р2 (И ) УДК 621 . 785. .51.06(088.8) (72) Авторы изобретения

1 Е.Рабинович, В.И. Тафт и Г.Н.Зарембо

Всесоюзный проектно-конструкторский институт: МЕХНрЛОгии электротехнического проиэводстза (71) Заявитель (54) СРЕДА ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЬПЦЕНИЯ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к химикотермической обработке сталей в порошковых средах, в частности к комплексному диффузионному насыщению поверхности хромом, титаном,. азотом и углеродом, оно может. быть использовано в машиностроительной, металлургической и приббростроительной промышленности.

Известна среда для хромотитанирования (титанохромирования), содержащая, мас.Ъ

Титан .25

Хром 25

Окись алюминия 48

Фтористый натрий 2

Насыщение проводят 9 ч при 1100 С.

Титанохромированный слой на стали марки 45 имеет толщину до 0,436 мм.

Твердость наружной зоны составляет

2500-2200 кгс/мм по Виккерсу. На глубине 0,376 мм твердость слоя снижается до 210 кгс/мм . Структура слоя представляет собой карбиды титана и твердый раствор хрома в *= железе.

Высокая твердость слоя обеспечивает удовлетворительную износостойкость (1).

Однако титанохромированный слой при повышенных механических нагруз ках продавливается, так как под .кар бидным слоем располагается обеэуглероженный слой толщиной до 0,24 мм, резко снижающий эксплуатационные свойства изделий.

Наиболее близким к изобретению является среда для хромотитанирования, содержащая порошки хрома и титана в соотношении 2:1, окись алюминия и галоидный,активатор. Толщина хромотитанированного слоя на стали с содержанием углерода 0,6% достигает 0,035 мм. Твердость его по всей глубине составляет 4000 кгс/мм по Вик15 керсу. Структура слоя — монокарбид титана, легированный хромом. Обеэуглероженный подслой отсутствует. Диффузионный слой обладает высокой износостойкостью (2).

Однако низкая разгаростойкость и высокая хрупкость слоя ограничивают возможности .использования среды. . Целью изобретения является повышение износостойкости и разгаростой25 кости диффузионного слоя.

Укаэанная цель достигается тем, что среда для химико-термической обработки стальных изделий, содержащая хром, титан, галоидный активатор, 30 окись алюминия, содержит дополнитель897892

Таблица 1

Состав, мас. Ъ

Среда

Индекс среды

Хром

Титан Хлористый Окись аммоний алюминия

Х(елтая кровяная соль

С содержанием компонентов меньше предлагаемого

0,8

Остальное

0,8

38

Предлагаемая

Остальное

40

Остальное

60 но желтую кровяную соль, а в качестве галоидного активатора — хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ

Хром 40-60

Титан 14-20

Хлористый аммоний 1-3

Х(елтая кровяная соль 1-3

Окись алюминия Остальное

Среду для химико-термической обработки готовят следующим образом:

Все порошкообразные компоненты среды прокаливают (просушивают) 2 чхром при 800-1000 С, титан при 150 С, б хлористый аммоний при 100 С, желтую кровяную соль при 100 С, окись алюминия при 800-1000 С. Затем компоненты тщательно перемешивают и среду используют по назначению.

Для проведения химико-термической обработки применяют контейнеры из нержавеющей стали с герметизируемым затвором. Обрабатываемые изделия из стали 4Х5ИфС располагают в контейнере с предложенной средой и контейнер помещают в электрическую печь, нагретую до 800 С. После выдержки 2 ч температуру печи повышают до 1050 С и выдерживают контейнер 3,5 ч. После окончания выдержки контейнер охлаждают на воздухе до комнатной температуры, после чего распаковывают. Перед каждой последующей химико-термической обработкой среда обогащается желтой кровяной солью в количестве

0,2-0,8 мас.Ъ и хлористым аммонием

0,2-0,8 мас.Ъ. Состав среды представлен в табл. 1.

Содержание хрома и титана в среде определяется условием одновременной диффузии хрома и титана в сталь, которая наблюдается, только при предлагаемом содержании названных компонентов. Нижний предел содержания желтой кровяной соли определяется из условия образования необходимого количества азота и углерода для прохождения диффузии в сталь. Повышение содержания желтой кровяной соли свыше

3 мас.: приводит к резкому снижению диффузии хрома в сталь. Содержание хлористого аммония (1-3 мас.Ъ) в среде обеспечивает достаточную активизацию процессов диффузии. добавление окиси алюминия в среду до 100 мас.Ъ обеспечивает неспекаемость среды.

Результаты исследования диффузионного слоя после насыщения хромом, титаном,. азотом, углеродом приведены в табл. 2.

Химико-термическая обработка в предлагаемой среде приводит к образованию диффузионного слоя толщиной до

0,017 мм. Твердость слоя до

Щ 3260 кгс/мм по Виккерсу. Износостойкость слоя после химико-термическОй обработки в 1,5-2 раза превышает износостойкость слоя, образованного в ,известной среде. Обработка в предлоg .Iæåííoé среде обеспечивает повышение разгаростойкости слоя по сравнению с обработкой в известной среде в

2,5-3,7 раза. Кроме того, после обработки в известной среде под карбидным слоем образуется подслой с низкой твердостью (до 380 кгс/мм по

Вйккерсу), в результате чего карбидный слой при повышенных механических нагрузках продавливается. После обработки в предложенной среде под карбидным,слоем образуется упрочненный подслой с твердостью до 940 кгс/мм по Виккерсу. Такое более равномерное распределение твердости обеспечивает йаибольшее повышение эксплуатационной

Щ стойкости изделий.

897892

Продолжение табл.

Индекс среды

Среда

Состав, мас.Ъ

Хром Титан Хлористый .аммоний

Желтая кровяная соль

Окись алюминия

С содержанием компонентов выше предлагаемого

Остальное

Известная

20

Остальное

Т а б л и ц а 2

Индекс среды

Толщина слоя, мм

Микротвердость, кгс/мм

Разгаростойкость циклов теплосмен

Износ, кг/м

В слое В подслое

Н50 Н 400

До пер- До раз вой тре- шения щины

1720

260

1. 10

2320

766

253.

3260

930

370

940

272

3100

2418

620

210

4000

380

100

Хлористый аммоний 1-3

Желтая кровяная соль 1-3

Окись алюминия Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Защитные покрытия на металлах.

Сборник. Наукова Думка, вып.9, 1975, с. 115-118.

2. Многокомпонентное диффузионное насыщение металлов и сплавов. М., Металлургия, 1978, с. 95.

Составитель Т.Бахтинова

Техред Ж. Кастелевич

Корректор Г. Решетник

Редактор И.Митровка

Подписное

Заказ 11883/39 Тираж 1048

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

О, 009

0,014

0 017

0,016

0,017

0,035

Формула изобретения

Среда для комплексного насыщения стальных изделий, содержащая хром, 45 титан, галоидный активатор и окись алюминия, о т л и ч à ю щ а я с я тем, что, с целью повышения иэносостойкости и разгаростойкости диффузионного слоя, она дополнительно со- 50 держит желтую кровяную соль в качестве галоидного активатора - хлористый аммоний, мас.Ъ

Хром 40-60

Титан 14-20

2,4 10-4

0,6.10

0,8 -10

0,7 ° 10

1,8 10

1,2.10