Состав для комплексного насыщения стальных изделий

Состав для комплексного насыщения стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиик

Социалистических

Республми

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 25,07.80 (21) 2965242/22 — 02 с присоединением заявки М— (5I )IN. Кл.

С 23 С 9/02

1еа) дарстинлыл комитет

СССР (28) Приоритет— ла делам изобретений и открытий

Опубликовано 2802 82- Бюллетень pfq 8.

Дата опубликования описания 28.02.82 (53) Уд К621.785.

51 06(088 8) (В. Н. Михайлин, А. Л. Шарый, П. К. Григоров, В. М! Федоров, В. И. Тараленко и В. В. Барзий (72) Авторы изобретения

Центральный научно-исследовательский и проектнотехнологический институт механизации и электрифи ации -

4 животноводства Южной зоны СССР (71) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ

СТАЛЪНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов, в частности к составам для термодиффузионного легирования в порошках, и может быть использовано для поверхностного упрочнения изделий во многих отраслях народного хозяйства.

Известен состав для комплексного термодиффузионного легирования (1), содержащий порошкообразный сплав "Сормайт" (ГОСТ

11545 — 65), активатор хлористый аммоний в следующем соотношении компонентов, вес.%:

Сплав "Сормайт" 95-99

Хлорид алюминия 1 — 5.

Однако использование указанного состава для поверхностного упрочнения деталей связано с большими затратами, вызванными высокой стоимостью и дефицитом сплава "Сормайт", а также недостаточной его эффективностью при многократном использовании.

Наиболее близким к предлагаемому является состав (21 для комплексного насыщения, содержащий порошкообразные компоненты в следующих соотношениях, вес.", :

Порошок сплава . "Сормайт" 60

Порошок шамота (инертная добавка) 39

Порошок хлористого аммония (активатор) 1

Учитывая, что при указанной обработке, в основном, происходит процесс хромирования, так как содержание хрома в сплаве "Сормайт" 25 — 31%, качество покрытий определяется наличием в поверхностном слое хрома или карбида хрома, в зависимости от содержания углерода в упрочняемой стали. Содержащиеся в "Сормайте", %: марганец до 1,5; никель до 3 — 5; кремний 2,8 — 4,2; углерод

2,5 — 3,5, повышают эффективность процесса хромирования и способствуют образованию более равномерного и качественного диффузионного покрытия.

Однако в процессе многократного исполь зования смеси, при снижении хрома в "Сормайте" до 22 — 25%, резко снижается эффективность процесса легирования основным элементом (хромом) и для получения диффу щ Феррохром применяется той же крупности, что и сплав "Сормайт", Пример. Проводят обработку стальных изделий в предлагаемом составе при

1000 С в течение 8 ч.

Данные по обработке приведены в таблице

6 — 8

10-12

22 — 25

15-18

Известный 70

Предлагаемый 10

29

5 — 8

12-15

18 — 20

22-26

23 — 25

20-25

20-25

15 — 18

22-25

25-27

32 — 35

32 — 35

32 — 35

33-35

12

15-18

15-19

39

18-20

22

18 — 20

35

18 — 22

28-35

7 — 12

37

15-20

15-22

45

35 — 40

27-30

15-22

20 — 23

37

37-35

30-32

40 — 42

38 — 40

43

35 — 40

28-32

17-20

37 — 40

50

30-32

19-23

60

32 — 35

32 — 34

16-20

55

20 — 25

15-20

30

26 — 30

18-22

20 — 23

12-17. 10

13-17 до 10 до 10

10

22-25

15-18

П р и м е ч а н и е: Спекаемостью при температурах до 1050 С составы не обладают.

3 908939 4 зионных слоев рабочей толщины 20 — 25 мкм, гирующего элемента хрома, низкоутлеродистребуется значительное увеличение продолжи- тЬ и феррохром с содержанием хрома в фертельности процесса или повышение температу- рохроме до 70% утлерода 2--4%, при следуюP ы. щем соотношении компонентов, вес.%: и юэ

12-20

Таким образом, при применении сплава Сплав Сормаит

"Сормайт" используется по назначению хром Феррохром 40 — 50 в количестве 10 — 15% (3 — 5% от его содержа- Шамот 30 — 40 ния в сплаве). Активатор 1 — 3

Белью изобретения — снижение стоимости процесса и увеличение кратности использования легирующей смеси, Поставленная цель достигается тем, что в известную смесь, содержащую сплав "Сормайт", шамот и хлорнстый аммоний,вводится материал с большим содержанием основного ле908939

Составитель Л. Бурлинова

Техред А.Бабинец

Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Ковалева

Подписное

Тираж 1049

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 765/34

Филиал IlIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемый состав позволяет проводить процессы термодиффуэионного легирования до содержания хрома в феррохроме 30%.

Таким образом, при использовании феррохрома, эффективность использования хрома возрастает до 50 — 60%, т.е. по сравнению с известной смесью в 3 раза, Снижение доли "Сормайта" ниже 12% приводит к образованию неравномерного "пятнистого" термодиффузионного слоя к заметному <нижению эффективности насыщения.

Превышение же его содержания свыше 20% не только не оказывает заметного улучшения, но и приводит к некоторому снижению эффективности насьпцения. Снижение доли шамота 30% в смеси приводит к удорожанию смеси без увеличения эффективности, а повышение до 40% приводит к снижению концентрации активного компонента (хрома) и снижению эффективности процесса.

Вид активирующих добавок (хлористый или фтористый аммоний, хлорид алюминия, двуххлористое железо) заметно не сказывается — влияет лишь их качественное соотношение.

Увеличение доли компонента с повышенным содержанием хрома (феррохрома) в легируюшей смеси положительно сказывается на скорость процесса легирования, сокрашая время термодиффузионного насыщения примерно на 20 — 25%.

С повышением содержания углерода в феррохроме падает его эффективность как металлизатора, поэтому целесообразно применение феррохрома с низким содержанием углерода. Однако, учитывая, что процесс легиро вания ведется иэ мелкодисперсных порошков феррохрома, необходимо учитывать условия

его измельчения.

При снижении содержания углерода ниже

1,0% измельчение феррохрома, затруднено, а при концентрации утлерода в феррохроме более 4% заметно снижается эффективность

6 т легирования. Поэтому рекомендуемое содержание углерода в феррохроме колеблется в пределах 1 — 4%, Однако, учитывая принципиальную возможность измельчения феррохрома.и с содержанием углерода менее 1% (особенно для небольших производств) целесообразно ограничить лишь верхний предел содержания углерода в феррохроме.

Использование предлагаемого состава для термодиффузионного легирования позволяет снизить себестоимость процесса в связи с изменением состава легирукпцей смеси и частично заменой дорогого и дефицитногб сплава "Сормайт", (стоимость 1 т 550 руб) на более дешевый феррохром (стоимость

1 т 250 — 280 руб.), имеющий к тому же высокое содержание основного легирующего компонента — хрома.

Формула изобретения

Состав для комплексного насыщения сталь2З ных изделий, включающий сплав "Сормайт", шамот и хлористый аммоний, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения стоимости процесса и увеличения кратности использования насыщающей смеси, он

ЗО дополнительно содержит феррохром с содержанием углерода 1 — 4% при следующем соотношении компонентов, вес,%:

Сплав "Сормайт" 12 — 20

Феррохром 40 — 50

Шамот 30 — 40

Хлористы и аммоний 1 — 3

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 443117, кл. С 23 С 9/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР Р 183004, кл. С 23 С 9/02, 1964.