Состав для жидкостного сульфоцианирования стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Свез Сюеатення

Сециалистнчеення

Реепублни

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (н905323 (Вт) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 29.11.79 (21) 2843913/22-02 (5!)М. Кл.

С 23 С 9/10 с присоединением заявки М5вударстееяай кенятет

СССР ае делен язебретеяяЯ н атярытяЯ (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.82. Беллетень И 6

Дата опубликования описания 17.02.82 (63) ЯК 621.785, . 5 1.06 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Духанин, И. Б. Шендеров, А. B. Козельский,. В. П. Серый,=-

Т. И. Береснева, М. С. Гайсинович и И. В. Федорова

1 (7l ) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ ЖИДКОСТНОГО СУЛЬФОБИАИИРОВАНИЯ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Бианат щелочного

49-98,9

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико- гермической обработке, и может быть использовано в про цессах насьппения поверхности деталей азотом, углеродом, серой.

Известен расплав для сульфоцианирования на основе цианидов и цианатов шелочных металлов с добавками Г1 .

Основные недостатки этого расплава высокая токсичность процесса обработки иэ-за содержашихся в ванне циаиидов и невозможность регулирования фазового состава зоны соединений, получающейся на поверхности деталей при вМдержках и расппаве.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением яиуяется нетоксичный расплав, содержащий, вес.%: роданиотый калий 0,1-1,0 и, по крайней мере, один цианат щелочного металла - осталь нь 323 .

Однако известный расплав имеет ряд недостатков. Так как содержание цианата в расплаве велико (98%), это приводит

2 к тому, что азотный потенциал насьпдаюшей среды значительно превосходит уровень предельной растворимости азота в высших нитридах железа. Соответственно, на поверхности обрабатываемой детали всегда формируется зона соединений на основе нитрида P6g Н-(е - фаза).

Кроме того, высокое содержание цианата в ванне нужно поддерживать введением значительных количеств веществ-регене раторов.

Бель изобретения - получение широксФго диапазона пластичности поверхностного слоя за счет регулирования его фазового состава.

Указанная цель достигается тем, что состав, содержащий цианат щелочного металла и роданистый калий, дополнительно вводят карбонат щелочного металла, при следуюших соотношениях компонентов, 29 вес.%:

49,0-77,0 металла

Карбонат щелочного металла 23,0-50,0

Роданид калия 0,1-1,0

Присутствие карбоната в известном рвсплаве приводит к изменению азотного потенциала насыщающей среды, при этом, увеличивая содержание кврбоната, можно азотный потенциал насыщающей среды снизить до уровня максимальной растворимости азота в тт.-железе. Тем самым открывается возможность регулирования азотного потенциала насыпающей среды, позволяющего получать на поверхности деталей после сульфоцианирования зону химических соединений, состоящую из различных фвз, обладающих различными физико-механическими свойствами, в частности пластичностью. Это позволяет получить в результате обработки такой поверхностный слой, который наиболее нужен при данных условиях эксплуатации.

Так для деталей, работающих на износ при высоких динамических нагрузках в средах, не вызывающих усиленную коррозию, желательно иметь зону химических соединений, состоящую только из ффаэы — наиболее пластичной и износостойкой,. но имеющей невысокую коррозион35

49

3

Карбонат щелочного металла 1-50

Роданид калия О, 1-1

В качестве карбонатов щелочного металла испольэутьт карбонат калия или карбонат натрия.

В зависимости от получения на поверхности детали необходимой фазы составы расплава выбирают в следующих соотношениях компонентов. Для получения на поверхности детали С -фазы, вес.%:

P ° 4 кивнет щелочного металла 92-98,9

Карбонат щелочного металла 1,0»7,0

Роданид калия О, 1-1,0

Для получения смеси " Š— фаз; вес.%:

1 ттианат щелочного металла 76,0-93,0

Карбонат .щелочного металла .7, 0-23,0

Роданид калия О, 1-1,0

Для получения " — фазы, вес.%:

Е1ианат щелочного

15

20 ную стойкость. Для деталей, работающих без значительных динамических нагрузок в агрессивных средах, наилучшие результаты обеспечивает зона химических соединений, состоящая из т. -фазы. Гетерогенная смесь Е, и g -фаз больше подхо-! дит в качестве эоны химических соединений для деталей, испытывающих динамические нагрузки при работе в агрессивных средах.

Пример . Для получения расплава готовят смеси ингредиентов, содержащие каждая (все) роданид калия 0,6% и отличающиеся друг от друга содержанием карбонатв калия, равным, соответственно, %: 0,1, 10,15, 20, 25 и 50 или натрия в количестве, %: 1, О, 25, О, 50. О. а также содержанием цианата калия, составляющем дополнительную до

100% часть в каждой смеси. Каждую смесь расплавляют отдельно в титановом тигле. После расплавления смеси и выдержке расплава 10 ч при 570оС в каждом расплаве обрабатывают детали из стали 40Х (температура насыщения 570 С, выдержка 3 ч). Для сравнения была проведена аналогичная обработка деталей иэ стали 40Х в известной смеси. Данные рентгенографического анализа фазового состава зоны соединений, т - венной нв деталях после обработки; приведены в табл. 1 — 3.

Как видно из таблицы, при содержании в расплвве цивната свыше 93% нв поверхности деталей формируется зона соедине ний на основе нитрипа Р8 М (E -фаза), при содержании цивната от "77 до 93%— гетерогенная смесь фвз )" и 6; при дальнейшем снижении концентрации цианвта калия на поверхности формируется зона соединений только на основе низшего нитрида 19 ф И (g -фаза). Сттижение концентрации цианата менее 50% нецелесообразно в связи с значительным уменьшением жидкотекучдсти расплава и его насыщающей способности. Роданид келия в количестве 0,1-1,0 вес.% вводится в расплав с цепью создания на поверхности деталей слоя оксисульфидов железа и в указанных пределах не влияет нв формирование структуры и фазового состава зоны химических соединений, 008323

98,4

0,6

1,0

74,4

49,4

0,6

25,0

0,6

50,0

98,4

0,6

1,0

74,4

0,6

25,0

49,4

0,6

50,0

0,6

98,4 о

1,0

74,4

0,6

25,0

50,0

49,4

0,6 натрия

1,0-50,0

ВНИИ ПИ Заказ 296/40

Фипиап ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная,4

Формула изобретения

1 . Состав для жидкостного сульфоциа» пирования стальных изделий, содержащий роданистый калий и цианат щелочного металла, отлич ающийсятем, что, с целью получения заданного уровня пластичности поверхностного слоя за счет регулирования его фазового состава, он дополнительно содержит карбонат щелочного металла прн следующем соотношении компонентов, вес.%:

Пианат щелочного металла 49,0-98,9

Роданистый калий 0,1-1,0

Карбонат щелочного ,=л ет алла

2. Состав по п. 1, о т л н ч а юшийся тем, что в качестве карбоната щелочного металла он содержит карбонат калия.

3 Состав по и 1 О т л и ч & ю шийся тем, что в качестве карбоната щелочного металла он содержит карбонат

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Криулин А. В. Супьфоцианирование стали и чугуна. М., Машиностроение, 1965, с. 27-30.

2. Авторское свядетельство СССР

¹ 527486, кл. С 23 С 9/10, 1975.

Тираж 1048 Подписное