Среда для азотирования в тлеющем разряде
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
«>981448 (61) Дополнительное к авт. саид-sy (22) Заявлено 04.03.81 (21) 3252763/22-02 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—
Опубликовано 15.1282. Бюллетень HP 46
Дата опубликования описания 15.12.82
t$1) М. Кл.-
С 23 С 11/14
Государстаеииый комитет
СССР ио делам изобретеиий и открытий
1зз)УДК 621. 785.53 (088.8) (72) Авторы изобретения
A.Ñ.Äóõàíèí, В.П.Вратилов и Н.Н.Конкасов - 1 ((АТ(Щ (фут
7FQI4%6C К.4.. QlM3O фей
I (71) Заявитель (54) СРЕДА ДЛЯ АЗОТИРОВАНИЯ В ТЛЕЮЩЕМ РАЗРЯДЕ, Ф ф
Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов, а точнее к азотированию в тлеющем разряде деталей машин и 5 механизмов. . Известны различные среды для азотирования в тлеющем разряде, содержащие 100Ъ аммиака, либо 10Ъ аммиака
+90Ъ аргона, либо 90Ъ аммиака + 10Ъ пропана 1 1).
Однако известные составы характеризуются невысокой коррозионной стойкостью деталей после азотирования.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сути и достигаемому результату является среда для азотирования в тлеющем разряде, содержащая диссоциированный аммиак и 0,5-2Ъ метана (2).
Данная среда позволяет повысить корроэионную стойкость изделий после азотирования по сравнению с указанными °
Цель изобретения - дальнейшее повышение коррозионной стойкости деталей.
Поставленная цель достигается тем, что состав для азотирования в тлеющем разряде, содержащий диссоциированный аммиак и углеродсодержащее соединение,З0 в качестве углеродсодержащего соединения содержит углекислый газ при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:
Углекислый газ 5-10
Диссоциированный аммиак Остальное
Добавленный в полностью диссоциированный аммиак, состоящий из 1 части a=-ота и 3 частей водорода, углекислый газ при азотировании в тлеющем разряде разлагается в прикатодном пространстве. При этом в последнем появляются дополнительно ионы кислорода и углерода, которые взаимодействуя с распыленным железом, образуют химические соединения, эти соединения, в свою очередь, осаждаются на детали и разлагаются под действием ионной бомбардировки. При разложении этих соединений образуются кислород и углерод, которые адсорбируются поверхностью металла. Все это приводит к тому, что на поверхности деталей формируется эона химических соединений на основе оксикарбонитрида (Fe, Ие) (N, С, О), где Me — легирующий элемент.
Растворение некоторого количества кислорода в карбонитриде повышает коррозионную стойкость последнего, 981448
Состав обрабатывающего Потенциал газа, об.% питтингообраэования, мв
Результаты корроэионных испытаний
20-30 мелких питтингов
940
Коррозионного, разрушения не обнаружено
1600
Коррозионного разрушения не обнаружено
Коррозионного разрушения не обнаружено
1600
20-30 мелких питтингов
Единичные (1-5 шт.) питтинги
Единичные (1-3 щт.) питтинги
1140 г;>еловвтельио (так как полученное покрытие беспористое и равномерно покрывает все изделие), и самой детали. При этом нужно отметить, что соцержание углекислого газа в смеси менее 5% не приводит к повышению кор- 5 розионной стойкости, очевидно вследcrave того,,что в карбонитриде растворяется мало кислорода, а при содержании углекислого газа в смеси больше
10% происходит снижение корроэионной 0 стойкости и товарного вида иэделий (нэ-за появления на них разноцветных пятен), возможно это происходит вследствие слишксм большого насыщающего потенциала кислорода, приводящего к (5 окислению поверхности и появлению пор в зоне химических соединений.
Использование диссоциированного аммиака в смеси с 5-10% углекислого газа обеспечивает повышение коррозионной стойкости и снижение пожарон взрывоопасности процесса аэотированин.
Объясняется это следующим. Углекислый газ пожаро- и взрывобезопасен, более того, он является веществом, иуе.ы>.ствушщим горению.
Способ осуществляется следующим образом.
В камере-ресивере установки для азотирования в тлеющем разряде обра30
Goòàíû дисковые образцы стали
38ХНЗМФА. Катодную очистку и нагрев
100 диссоциированного амми ака
95 диссоциированного аммиака + 5 углекислого газа
93 диссоциированного аммиака + 7 углекислого газа 1600
90 диссоциированного аммиака + 10 углекислого газа
85 диссоциированного аммиака + 15 углекислого газа 900
90 аммиака + 10 пропана 1090
99 диссоциированного аммиака + 1 метана
/прототип/
"образцов до 520 С проводят в среде полностью диссоциированного аммиака, выдержку при этой температуре б ч для формирования слоя заданной глубины ведут в смеси полностью диссоциированного аммиака с 5% углекислого газа. Аналогичным образом, проводится обработка образцов в смеси с 7,10 и 15% углекислого газа, а также в среде полностью диссоциированного аьвиака (т.е. беэ углекислого газа).
Для сравнения обработаны образцы. по способу, взятому в качестве прототипа и с печным азотированием по режиму: выдержка при 520 С 12 ч, выдержка при 540 С 22 ч.
После азотирования по 3 образца от каждого режима обработки подвергают корроэионным испытаниям: электрохимическому растворению при комнатной температуре в 3% растворе хлористого калия в воде в течение 15 мин.
При этом одновременно с помощью по- ° тенциостата ft-5848 с поверхности образцов снимаются потенциодинамические анодные поляриэационные кривые, позволяющие определять потенциал питтингообраэования. После выдержки в электролите поверхность образцов рассматривают при увеличении 10 с целью определения количества питтинтов на участке площадью лг 25 юР.
Результаты электрохимических исследований приведены в таблице.
981448
Формула изобретения
Составитель P.Êëûêîâà
Редактор Л.Авраменко Техред К.Мыцьо Корректор Л. Бокшан
Заказ 9642/41 Тираж 1053 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
Как видно из таблицы, при содержании углекислого газа в смеси от 5 до 10% корроэионная стойкость, т.е. стойкость к питтингообразоваиию, образцов азотированных в тлеющем разряде наилучшая по сравнению с по- лучаемой после обработки по известному способу.
Среда для аэотирования в тлеющем разряде, содержащая диссоциированный аммиак и углеродсодержащее соединение, отличающаяся тем, что, 15 с целью повыаения коррозионной стойкости, деталей, в качестве углеродсодержащего соединения она содержит углекислый газ при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:
Углекислый гаэ 5-15
Диссоциированный аммиак Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Регулируемые процессы аэотирования. M., НИИинформтяжмаш, 1976, 13-76-20, с. 14-19.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3253031/22-02, кл. С 23 С 11/14, 1981.