Порошкообразный состав для титанохромирования стальных и чугунных изделий
Иллюстрации
Показать всеРеферат
72) Авторы
И.И.Заец, И.Д.Зайцев, О.К.Якшина, Н.Ф.Першина, (54) ПОРОШКООБРАЗНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ТИТАНОХРОИИРОВАНИЯ
СТАЛЬНЫХ И ЧУГУННЫХ ИЗДЕЛИЙ
Изобретение относится к составам для химикотермической обработки металлов и может найти применение в химической промышленности для антикоррозионной защиты черных металлов (углеродистой стали, чугуна, 5 низколегированных сталей).
Известен состав jl f для титанохромирования черных металлов, содержащий порошкообразные двуокись титана окись хрома, алюминий, фтористый алюминий и окись алюминия при сле-, дующем соотношении компонентов, вес.X:
S5
Двуокись титана 10-15
Окись хрома 23-26
Алюминий 9-27
Фтористый алюминий 3-5
Окись алюминия Остальное
Известен также состав для титанохромирования черных металлов, содержащии в порошкообразном виде ти- тана, хром, окись алюминия, феро1 хром и иодистый аммоний при следующем соотношении компонентов, вес.У,:
Титан 3-20
Хром 40
Окись алюминия 8-25
Феррохром 30
Иодистй аммоний (, 2
Недостатком известных составов является низкая коррозионная и эрозионная стойкость черных металлов, защищенных известным составом, в концентрированных солевых средах, например в растворах поваренной соли.
Цель изобретения - повышение коррозионной и эрозионной стойкости черных металлов в концентрированных солевых средах.
Поставленная цель достигается тем, что состав для титанохромирования в порошковых смесях, содержащий титан, хром, окись алюминия и галогенид аммония, дополнительно содержит молибден и бор при следующем соотношении компонентов, вес,Л:
91277
51,5 — 64,0
17 5 — 24,0
15,0 — 21,25
Состав для титанохромирования получают путем приготовления механи ческой смеси, состоящей: из 7080 вес.Ж титана и 25-30 вес.% хрома. 35
От составленной титанохромовой смеси берут 75-80 вес. Ж (51,5-64 вес. Ж титана . и 17,5-24,0 вес.Ж хрома) и добавляют
Титан
Хром
Окись алюминия
Лммониевая соль галогенида 1,5 - 2,0
Молибден 0,75- 1,5
Бор ),О - 2,0
Дополнительное введение в состав молибдена позволяет повысить пассивирующую способность диффузионного 1ф слоя и исключить питтинговую корро- зию в концентрированных солевых средах, содержащих высокий процент хлоридов, при 55-104 . Введение бора, имеющего атомный диаметр 0,91 А и являющегося более сильным карбидообразующим элементом по сравнению с
° хромом, обеспечивает образование более спйошного и пластичного слоя (благодаря уплотнению диффузионного слоя и прилегающей к нему основы), что улучшает эрозионную стойкость метаплов.
Предложенное соотношение компонентов является оптимальным, поскольку только в указанных пределах достигается коррозионная и эрозионная,стойкость черных металлов в концентрированных солевых средах.
Выход за пределы в сторону уменьшения количества вводимых компонентов приводит к образованию точечной(пит« тинговой) коррозии покрытия в кон-. центрированных солевых средах при
55-104 С, выход за пределы в сторону о .увеличения может нарушить микрострукЭЗ туру диффузионного слоя, вследствие чего нарушаются сплошность и эластичность покрытия.
Исходные компоненты, входящие в предлагаемый состав, имеют следующие физические свойства: титан — металли ческий порошок темно-серого цвета; хром — металлический порошок серебристого цвета окись алюминия - поро1 е шок белого цвета, плотность 3,96 г/см
t „ 2050о; галогенид аммония — крис1:таплическое вещество белого цвета; молибден — металлический порошок светло-серого цвета; бор — металли-. ческий порошок черно-серого цвета.
2 к ней 0,75-1,5 вес.Ж молибдена, 1,02,0 вес.% бора, 15-21,25 вес.% окиси алюминия,1,5-2,0 вес.Ж хлорида аммония тщательно перемешивают.
Процесс диффузионного титанохромирования черных метаплов предложенным составом осуществляют в контейне-, рах при 1100-950 C. Продолжительность диффузионного насыщения зависит от требуемой глубины защитного слоя и составляет ?- 8 ч.
Пример I. .Берут 75 вес.% титана, 28 вес.% хрома и перемешивают. К 75% полученной титанохромовой смеси, содержащей 51,5 вес.X титана и 24,0 вес.% хрома, добавляют, вес.%: молибден 1,5, бор I, хло ристый аммоний 2 и окись алюминия
20 — и тщательно перемешивают. Затем состав переносят в герметически закрываницийся ящик (контейнер из нержавеющей стали). В состав помещают детали из чугунного литья и образцы -"свидетели" и ящик герметически закрывают, Затем яшик нагревают в камерной печи до 950-1000оС и выдерживают при этой температуре 8 ч.
После этого ящик с составом и чугунной деталью охлаждают на воздухе.
За указанное время на поверхности чугунной детапи получают диффузионный титанохромовый слой толщиной
0,10"0,12 мм.
Пример 2. 78 вес.Ж титана и 22 вес.% хрома перемешивают, К
80 вес.Ж полученной титанохромовой смеси, содержащей 62,4 вес.Ж титана и 17,6 вес.Ж хрома, добавляют
0,75 вес.X молибдена, 1 5 вес.Ж бора, 1 5 вес.Ж хлористого аммония и
16 ° 25 вес.Ж окиси алюминия. Компоненты перемешивают,и полученный состав переносят в герметически закрывающийся ящик (контейнер) из нержавеющей стали. В состав помещают детали из чугунного литья и образцы
"свидетели", и ящик герметически закрывают. Затем в камерной печи ящик нагревают до температуры 950оС1000 и выдерживают при этой температуре 4 ч. После этого ящик с составом и чугунной деталью охлаждают на воздухе. 3а указанное время на поверхности чугунной детали получают диффузионный титанохромовый слой толщиной от 0,05 до 0,07 мм.
Hp и м е р 3. Берут 76 вес.% титана и 24 вес.Ж хрома и перемешивают. К 79 вес.Ж полученной титанохдр"
12772 -- 6 охлаждают на воздухе. За укаэанное время на поверхности чугунных деталей получают диффузионный титанохромовый слой толщиной от 0,070 до
0,10 мм.
Образцы - свидетели", защищенные вместе с деталями, испытывались на коррозионную и эрозионную стойкость, 5 9 мовой смеси, содержащей 54,75 sec Л тй 1 ана и 20,25 вес.1 хрома, добавляют 1,5 вес.7 молибдена, 2,0 вес.й бора, 1,5 весЛ хлористого аммония и 20,00 вес.Ж окиси алюминия. Компоненты перемешивают и полученный состав переносят в герметически закрывающийся ящик иэ нержавеющей стали. В состав помещают детали из чугунного литья и образцы 2свидетели" и ящик герметически закрывают.. .Затем ящик нагревают в камерной печи до 950-1000 С и выдерживают при этой температуре б ч. После этого ящик с составом и чугунными деталями
Сравнительные„характеристики свойств покрытий, полученных при обработке углеродистой стали и чугуна предложенным и известным составамн для титанохромирования, приведены в табл 1 и 2 .
Таблица 1
Скорость коррозии, г/и ч
Условия испытания
Известный Известный (21 (1) 0,670 О, 750
0,001
0,001
0,001
NHyCP - 187 г/л
NaCP — 76,5 г/л йа СΠ— 56 г/л
0,003
I 400
1, 100
О, 004
0,002 температура 55оС NH3
Р - рНН4С3 — 174 г/л
NaCf — 80 г/л
0,970
0,001
l,080
0,001.
0,005
Таблица 2;
Состав
Характеристики
Предложенный по примерам
Известный!
2) \
Иикротвердость (Н,) ° г/мм
1200 1100
890
900
890
4-3 5-3
Нет
Нет
Нет (K Fe (CN) + NaC3 точки на 1 см NaCP(305-310 г/л) температура 20-25 С „
NaHC05 — 59 г/л
Na С0 — 39 г/л
Температура 98а С
Сплошность слоя, определяемая реактивом
Уоккера
Предложенный по примеру
) 2 (3
2772 8 целью повышения коррозионной и эрозионной стойкости деталей в концентрированных солевых средах, он дополнительно содержит молибден и бор прн следующем соотношении компонентов; вес.X ..
Титан 51,5 — 64,0
Хром 17,5 — 24,0
Окись алюминия 15,00- 21,25
1о Галогенид аммония 1,5 — 2,0
Молибден 0,75- 1,50
Бор 1 — 2
Формула изобретения 15
Порошкообраэный состав для титанохромирования стальных и чугунных изделий, содержащий титан, хром, окись алюминия и галогенид аммония, 2О отличающийся тем, что,с
Составитель Л.Бурлинова
Редактор Л.Веселовская Техред С.Мигунова Корректор С llle Map
Заказ 1322/36 Тираж 1049
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
7 91
Как видно из данных табл.1, скорость коррозии образцов, защищенных предложенным составом, составляет
0,001-0,005 г/м .ч, а скорость корQ розин образцов, защищенных известным составом f2), 0,67-1,4„г/м ч и сосЦ тавом 1Ц0,75-1,1 г/матч. Кроме того„ улучшается сплошность и пластичность покрытия, характеризуемая снижением микротвердости, что свидетельствует о,повышении эрозионной стойкости черных металлов.
Источники информации принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
11 - 443941, кл. С 23 С 9/02, 1974.
2. Жаростойкие и теплостойкие покрытия. Труды 1У Всесоюзного совещания .по жаростойким покрытиям. Л., "Наука", 1 969, с. 173.