Состав для электролитического сульфидирования

Состав для электролитического сульфидирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистическик

Реснублик (iii93 I 80 l (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22)Заявлено 05.05.80.(2l)2922400/22-02 (5I)M. Кл. с присоединением заявки М

С 23 С 9/10

Вкуаарстаеке4 квинтет

СССР ао делаи кзебретеккй и еткрытка (23) ПриоритетО убликовано 30. 05.82, Бюллетень М 20 (53) УДК621. 785. . 539(088. 8) Дата опубликования описания 30.05. 82

I

Рубцовский проектно-конструкторский технацогйческий„ :

1 институт тракторостроения (71) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО

СУЛЬфИДИРОВАНИЯ

Иэобцетение относится к химикотермической обработке, металлов и может быть использовано в машиностроении при диффузионном упрочнении режущего инструмента, Известен состав для сульфидирования, содержащий сероводородно-гидро" сульфидный раствор (1ll. !

1, Для. сульфидирования приготавливают раствор, содержащий, г/л: двууглекислый натрий 2,3; сернистый натрий

0,7; техническую соляную кислоту 1.

После нагрева в данном растворе до

100 С в течение 1,5 ч и выдержке при этой температуре в течение 0,5 ч

15 содержание серы в наружном слое образцов из стали 45 увеличилось в 2 раза по сравнению с исходным состоянием.

При увеличении содержания сернистого натрия в водном растворе увеличивается количество серы в поверхностном слое.

Так, в растворе, содержащем, г/л: сернистый натрий 1,5; двууглекислый йатрий 2,3;техническая соляная кислота

1, получено увеличение. серы в поверхностном слое в 10 раз.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является состав для электролитического сульфидирования, содержащий водный раствор серосодержащих солей (2).

Для сульфидирования детали погружают в электролит, содержащий водный раствор серосодержащих солей. Обработку проводят по режиму V = 100120 В, i = 1,5 - 2,0 А/см - в течение

3 мин. После обработки на чугунных гильзах и поршневых пальцах из стали 12ХМ3А получено увеличение содержания серы в поверхностном слое в

5 раз.

Установлено, что применение сульфидных солей не обеспечивает стабиль9318

Тиосульфат натрия

Хлористый аммоний

Вода

Остальное

Тиосульфат натрия

Хлористый аммоний

Вода

Тиосульфат натрия

Хлористый аммоний

Вода

10-15

14-16

Остальное

16

Остальное, ности состава электролита вследствие протекающей реакции гидролиза

2Na +S +2Н О = 2Na +20f + Н ЯФ

Выделение из раствора свободного сероводорода снижает концентрацию серы в растворе и эффективность обработки. Сульфатные или сульфитные соли, например Иа Ю, Na,также не обеспечивают необходимой скорости насыщения очевидно из-за высокой энергии разложения ионов SO<,SO> .

Применение тиосульфатных солей, например

2- Щ диссоциирующих с образованием b иона, выделяют сульфидную серу только в момент электролитического разложения, обеспечивают стабильность насыщающей способности электролита.

2S

Цель изобретения — интенсификация процесса насыщения.

Для достижения поставленной цели состав для электролитического сульфидирования, содержащий водный раствор серосодержащей соИи, доползо нительно содержит хлористый аммоний, а в качестве серосодержащей солитиосульфат натрия при следующем соотношении компонентов, вес.4:

Применение хлористого аммония в количестве .14-16 Фобеспечивает необходимую электропроводность и вследствие высокого выхода газообразующих продуктов при электролизе позволяет формировать газо-плазменную оболочку на по-<> верхности обрабатываемой детали при пониженных напряжениях. Мощность развивающегося искрового разряда при данных напряжениях недостаточна для нагрева обрабатываемого изделия, 50 в то же время мгновенный нагрев микрозоны обеспечивает активизацию поверхности и ускоренную диффузию вводимого элемента.

Пример 1. Обрабатываемая де- 55 таль — катод, ванна - анод.Термообра ботанное и заточенное сверло Ф!8 мм закрепляется в зажим с одновремен0l 4 ным обеспечением электричеc Kr» контакта с отрицательным полюсом иск< ника тока и погружается на глубину

h = 10 мм в проточный электролит, соответствующий составу, вес.l: тиосульфат натрия 10; хлористый аммоний 14; вода остальное. При подаче напряжения V = 120 В; I = 12А;

=2,4 А/см - за = 60 сек формируется диффузионный слой d = 0,06 мм.

П р и и е р 2. Термообработанный зенкер ф 18, 25 закрепляется аналогично примеру 1 и погружается на глубину 30 мм в электролит, соответствующий составу, вес.4:

При подаче напряжения V = 130 В;

; i = 2,5 А/см в течение — 70 сек формируется диффузионный слой о = 0,08 мм.

Пример 3. Дисковая фреза ф 155 мм устанавливается на горизон" тальную ось вращения с обеспечением электрического контакта и вращения со скоРостью V = 4 об/мин ° Погружение в электролит, соответствующий составу, вес,4: рабочих поверхностей зубьев на глубину h=8 мм при V = 150 B;I = 80А;

= 2,8 А/см за = 75 сек формируется диффузионный слой с = 0,08 мм.

Пример 4. Круглая протяжка ф 82 мм устанавливается горизонтально с обеспечением глубины погружения и скорости вращения по примеру 3.

Обработка проводится в электролите, содержащем, вес.0:

Тиосульфат натрия l5

Хлористый аммоний 16

Вода Остальное

При V= 1б0 В; 1 = 120 А; i =- 2,8А/см за т = 90 сек формируется диффузионный слой до 0,1 мм.

931801

Составитель Р, Клыкова

Редактор С.Юско Техред Ж. Кастелевич Корректор Г.Решетник

Заказ 3671/34 Тираж 1049 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам. изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.5

Снижение напряжения ниже 120 В для инструмента, обрабобка которого целесообразна, приводит к срыву плазменной оболочки, а повышение напряжения выше 160 В приводит к нагреву s обрабатываемого инструмента до температур отпуска, что может снизить твердость, полученную предшествующей термообработкой.

1О

Применение предлагаемого состава позволяет получать более глубокий диффузионный слой по сравнению с прототипом (до 60-80 мкм вместо 30 мкм) и за более короткое время 60-90 сек) вместо 3 мин, При исследовании в качестве серонасыщающего компонента 10- 154-ного раствора Na S0< или Na<$0> в течение

90 сек получен диффузионный слой глубиной 10-20 мкм.

Таким образом, предлагаемый состав для электролитического суль25 фидирования позволяет интенсифицировать процесс насыщения.

6 формула изобретения

Состав для электролитического суль фидирования, содержащий водный раствор серосодержащей соли, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью интен« сификации процесса насыщения, он дополнительно содержит хлористый аммоний, а в качестве серосодержащей соли — тиосульфат натрия при следующем соотношении компонентов,вес.Ф:

Тиосульфат натрия 10-15

Хлористый аммоний 14-16

Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Соловьева Н.А. Серонасыщение поверхности деталей из черных металлов в сероводородно-гидросульфидных растворах.- "Металловедение и термическая обработка металлов",М., Машгиз, 1960,N 1, с. 47-48.

2. Бахарева А.П. и др. Преимущест- . во нагрева металлов в электролите.—

"Автомобильная и тракторная промышленность", M., 1956, М 2, с. 31-33.