Состав для комплексного насыщения стальных изделий

Состав для комплексного насыщения стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (63) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.07.81 (21) 3315405/22-02 (51) M. КЛ. с присоединением заявки М(23) Приоритет—

С 23 С 9/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

)53) УДК 621 ° 785. 51. . 06 (088. 8) Опубликовано 231232 . Бюллетень Мо 47

Дата опубликования описания 2312.82

A.Ô. Гончаров, В. В. Гуров, A.Ô.жабреев, -В.А. Рыбинцев и А.П.Гофман (72) Авторы изобретения (71 ) За яв ит ель (54 ) СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНИХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам для поверхностного легирования сталей и сплавов методом диффузионного насыщения при повышенных температурах, и может быть использовано для повышения жаростойкости и износостойкости прессового и штампового литого инструмента, полученного из высоколегированйых сплавов на основе никеля.

Известен состав для поверхностного легирования сталей, содержащий вес.Ъ: окись хрома 34; алюминий 17; окись кремния 5; фтористый алюминий 6 и окись алюминия остальное t1 3.

Недостатком этой смеси является пониженный уровень свойств, характе-ризующих материалы по жаростойкости и . иэносостойкости при повышенных температурах и контактных нагрузках.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является состав для комплексного насыщения инструментальных сталей., содержащий, вес.%: хром 35-40; борная кислота 1-2; хлористый аммоний 2-5 алюминий 5-9; окись кремния 4-6; ванадий 4-7 и окись алюминия остальное (2 g.

Недостатком известного покрытия является невысокая иэносо- и .окалиностойкость материала при повышенных температурах (выше 650 С).

После химико-термической обработки при 10500С в течение 5 ч получены следующие свойства для стали

ЗХ2В8Ф: (после закалки в масле при

1125оC ), жаростойкость (привес ) при

750 С за 15 ч 11 г/м,износостойкость (убыль) при 750 С на пути 300 м 58 г/и

Цель изобретения — повышение жаростойкости и износостойкости обрабатываемых изделий при повышенных температурах.

Поставленная цель достигается тем, что в состав, содержащий хлорис. тый аммоний, ванадий, окись кремния, введены бор, хрома, фтористый алюминий и иттрий при следующем соотношении компонентов,вес.Ъ:

Окись хрома

Ванадий

Бор

Хлористый аммоний

Фтористый алюминий

Окись кремния

Иттрий

Окись алюминия г

983151

Окись хрома, .восстанавливаясь в процессе химико-термического отжига до хрома sa счет дисперсного состава, эффективно обогащает поверхностный слой, способствуя тем самам .повышению жаростойкости стали. 5

Введение в состав смеси ванадия . и иттрия улучшает адгезию окисной пленки к основному металлу и, как следствие, создает условия для улучения износостойкости инструмента, предназначенного для горючей обработки металлов давлением. Кроме того, эти элементы, благодаря своей большой термодинамической активности, способствуют восстановлению хрома при15 химико-термической обработке, что позволяет улучшить в поверхностном слое металла его прочность и твердость ° Фтористый алюминий, входящий

Состав

Компоненты, вес.Ъ

Окись хрома

Ванадий

30

8,0

8,0

9,0

1,5

Бор

0 5

1,0

Хлористый аммоний

3,5

3,0

3,0

Фтористый алюминий

4,0

5 0

6,0

Окись кремния

Иттрий

1,0

2,0

1,0

2,5

1,0

1,8

Окись алюминия 57,5 49,7 58,0 в течение 2 ч, дальнейший подъем

45 температуры до 1050"С в течение 1 ч, выдержка при 10500С в течение 10 ч, охлаждение на воздухе.

Глубина легированного слоя в пределах выбранного состава и режима

50 составила 50-150 мкм.

Т а блица 2

+ 4,8

+ 4,8

23

Пример, Для приготовления смеси указанных составов используют порошки дисперсностью 1 — 200 мкм.

Компоненты. перемешивают в шаровой мельнице в течение 2 ч до получения однородного состава„.

Поверхностное легирование образцов проводят в контейнере, содержание которого изолируют от воздуха по следующему режиму химикотермической обработки: нагрев до 200 С в течение 1 ч, подъем температуры до 8500С

3 в состав смеси, расходуется в основ ном на восстановление хрома и кремния, а сам не диффундирует в процессе отжига.

По данным химического состава алюминий отсутствует в поверхностном слое. Этим повышается диффузионная активность хрома, входящего в состав смеси.

Ванадий улучшает теплостойкость поверхностного слоя за счет легирования цементита и карбидов. Бор, вхбдя в состав смеси, в процессе химико-термической обработки, диффундирует по границам зерен, укрепляя их, повышает твердость и износостойкость.

В табл.1 приведены составы,используемые для легирования.сталей ЗХ2В8Ф.

Та блица 1

После химико-термической обработки образцы подвергают закалке в масло от 1125 С. Результаты приведены в табл. 2.

983151

Продолжение табл.2

+ 4 8

+11,0

Известный

Формула изобретения

Составитель Л.Бурлинова

Редактор Г.Безвершенко Техред И.Гайду Корректор A.Ôåðåíö

Заказ 9843/31 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 табл. 2,-величины жаростойкости и иэносостойкости ра, бочих поверхностей пресс-. форм и матриц улучшены более чем в 2 раза по сравнению с теми же величинами при обработке в известной смеси и более, чем в б раз — без обработки.

Экономический эффект составит

420 тыс.руб., объем производства пресс-форм и матриц из стали ЗХ2В8Ф ориентировочно составит 150 т.

Состав для комплексного насыщения стальных .изделий, включающий хлористый аммоний, ванадий, окись кремния и окись алюминия, о т л и ч а ю,шийся тем, что, с целью повы шения жаростойкости и износостойкос о ти обрабатываемых изделий при повышенных температурах, он содержит бор, окись хрома, фтористый алюмини@ и иттрий при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:

Окись хрома 25 - 30

Ванадий . 8 - 10

Бор 0,5-1,5

Хлористый аммоний 3 - 4

Фтористый алюминий 4 - б.

Окись кремния 1 - 3

Иттрий 1 - 2,5

Окись алюминия Остальное

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Многокомпонентные диффузионные покрытия.: "Наука и техника", 1

1974, с. 254.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 549503, кл. С 23 С 9/02, 1977.