Состав защитного покрытия при химико-термической обработке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<ц985137

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических . Республик т (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву

1 (22) Заявлено 25. 07. 80(21) 2965087/22-02 (54jM. Кп.

С 23 С 9/00 с присоединением заявки №Кооударстыниык комитет.

СССР (23 ) Приоритет (53) УДК 621. 785. .51.06(088.8) Опубликовано 30.12.82. Бюллетень № 48 по делам изабретеиий и открытий

Дата опубликования описания ОФ. 0 l .83

Н.И. Сардаев, Б.Г.. Аушев, Б.Г. Крупа. и 3.П Белякова

"иееиаьв.„.

3 j .t. (72) Авторы изобретения (7l ) заявители

I (54) СОСТАВ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ ПРИ ХИИИКОТЕРИИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ беиболее близким к предке геев му о по технической сути и достигаемому

1 эффекту является состав (2 3 защитного покрытия, состоящий из следующих компонентов, вес..Ф:

2- l0

Остальное

1 2

Изобретение. относится к металлур-, В качестве соединений бора исполь гии и может использоваться для защиты зуют окись бора, борнокислые соли. металлических изделий при химико- Данный состав пожароопасен из-за натермической обработке (газовое азоти- личия толуола. В нем отсутствуют свярование, газовая цементация, газовая зующие, стабилизаторы и т.п. компоненнитроцементация, проводимые в печах ты, вследствие чего дисперсия твердой с обменной атмосферой, кроме вакуум- . фазы, у которой удельный вес намного ных печей) от диффузии химических эле- превышает удельный вес толуола, являментов, например .азота, углерода, кис- ется неустойчивой, и твердая Фаза вылорода, в поверхностные слои, падает в осадок. По этой же причине

Известен состав fl ) защитных покры- высохшее покрытие имеет пониженное тий при азотировании, цементации и сцепление с поверхностью иэделий, на нитроцементации,состоящий из смеси со- которое оно нанесено. После химикоединений бора,наполнителей,связующего термической обработки покрытие с издеароматических углеводородов при следу- т5 лий можно удалить только механическим ющем соотношении компонетов,вес.ф: путем, что повышает трудоемкость об Соединение бора 1-4 . работки деталей.

Оловяно-свинцовый припой -2-10

Ионтмориллмонит или органомонтморилл- монит

Толуол

985137

Цель изобретения - улучшение технологических и защитных свойств состава путем полной стабилизации дисперсии твердой фазы, исключение возможности расслоения состава при длительных сроках его хранения, сокращение времени сушки покрытия до 3040 мин, обеспечение полноты удаления в водных моющих средах после химикотермической обработки, а также обес3

Барный ангидрид . 15-30

Карборунд 15-35

Эпоксидная смола 1-10

Канифоль 25 50

Органические раство- 5 рители ароматического ряда Остальное

Борный ангидрид является основным защитным компонентом, карборунд— инертным наполнителем, эпоксидная смола - пластификатором. Канифоль является природным полимерным связующим. При растворении канифоли в известных растворителях образуется раствор полимерного связующего.

Покрытие данного состава удовлетворительно защищает поверхность изделий от диффузии химических элементов при химико-термической обработке. Однако данный состав защитного 20 покрытия нетехнологичен, так как ввиду большой разницы в удельных весах наполнителей (барный ангидрид, карборунд )и раствора связующего наполнителя быстро (в течение 2-3 ч) выпадают в осадок и образуют по истечениИ нескольких дней плотную, трудноразмешиваемую массу. Практически невозможно перемешать в таре поставщика (масса нетто 40 кг ) рас- зО слоившийся продукт до первоначального состдяния, что снижает качество продукта и технологичность его использования, Время сушки защитного состава ве- з лико и составляет 3-4 ч, а при случайной передозировке пластификатора (эпоксидной смолы) защитный состав теряет способность к полному высыханию. После химико-термической абра- о ботки состав плохо смывается с резь-. бовых поверхностей и из узких глухих отверстий (на поверхности остаются частицы карборунда). Кроме того, состав защитного покрытия пожароопасен из-за наличия в его рецептуре легковоспламеняющегося растворителя. печение пожаробезопасности защитного состава и снижение его стоимости.

Укаэанная цель достигается тем, что в известном составе, включающем соединение бора, полимерное связующее, органический растворитель, используют в качестве соединений бора борную кислоту, в качестве органического растворителя - смесь хлорпроизводных углеводородов, в качестве голимерного связующего — полистирол гри следующем соотношении компонентов, вес.4:

Барная кислота 10-25

Полистирол 5-13 .

Смесь хлорпроизводных углеводородов Остальное

Причем в качестве смесей хлорпроизводных углеводородов он содержит смеси следующего состава, вес.3:

1. Трихлорэтилен 35,4-95,0

Перхлорэтилен 5,0-64,6

2. Метиленхлорид 16,1-50,5

Перхлорэтилен 49,5-83,9

Обе указанные смеси обладают большой растворяющей силой, сочетание высоколетучего и менее летучего компонентов растворителя позволяет добиться более равномерного высыхания покрытия беэ растрескивания,что позволяет отказаться от применения пластификатора.

3. 1рихлорэтилен 18,5-95,5

4етырехлористый углерод 4,5-81 5

Данная смесь хлорпрризводных углеводородов обладает более высокой летучестью по сравнению с известными.

4. Грихлорэтилен 51 5 97 5

Пентахлорэтан 2,5-48,5

Данная смесь хлорпроизводных углеводородов менее летуча, чем оптимальные смеси (1 и 2 2.

Состав защитного покрытия приготавливают путем простого смешения компонентов. Вначале загружают в емкость расчетное количество растворителя, затеи расчетное количество полииера и сиесь перемешивают до полного растворения полимера. В последнюю очередь загружают порциями в 3"4 приеиа расчетное количество борной кислоты.

Смесь перемешивают после добавления последней порции борной кислоты в течение 1-3 ч, Барная кислота — это основной компонент, играющий защитную роль. При снижении содержания борной кислоты ни5 98513 же указанного предела -ухудшаются за щитные свойства. Превышение верхнего предела граничного значения вызывает излишний расход борной кислоты и удорожание продукта. 5

Полимер играет роль полимерного связующего. Он должен хорошо растворяться в смеси хлорпроизводных углеводородов. При уменьшении содержания полимера ниже установленной нормы сни- О жается прочность сцепления с. поверхностью изделия, происходит шелушение и растрескивание покрытия. При увеличении содержания полимера выше установленной нормы возрастает вязкость защитного состава, увеличивается время сушки покрытия,. его толщина, что влечет за собой перерасход продукта.

Смесь хлорпроизводных углеводоро-.; дов играет важную роль s -обеспечении таких качеств защитного состава; как пожаробезопасность, стабилизация состава от расслоения. Условие пожаробезопасности достигается тем, что указанные хлорпроизводные углеводородов негорючи.

Стабилизация дисперсии твердой фазы обеспечивается тем, что удельный вес раствора полимерного овязующего (1,42-1,46 г/см ) совпадает с удель- Зо ным весом твердой фазы (борной кислоты ), равным 1,44 г/см . Равенство

Э удельных весов жидкой и твердой фаз является стабилизирующим фактором любой дисперсной системы. Поэтому при изготовлении раствора полимерное связующее выбирают таким образом, чтобы удельный вес его находился в пределах 1,42- 1,46 г/см . Смесь хлор-. производных углеводородов из двух 4g компонентов с различными удельными ! весами решает задачу приготовления раствора полимерного связующего с заданным удельным весом. Отсюда видно, что в качестве соединения бора может 45 быть использована только борная кислота поскольку например, борный анЭ

3 гидрид (удельный вес 1,83 г/см ) будет оседать из указанного связующего.

Пример. Осуществляют химико- so термическую обработку стальных изделий с использованием составов, при„веденных в таблице.

Наиболее оптимальным является защитный состав 1.

1. Газовая цементация.

Газовую цементацию проводят на проходном агрегате по режиму:

7 6

Нагрев по зонам, ОС: 1 зона 930;

2 зона 930; 3 зона 930; 4 зона 880;

5 зона 860; 6 эона 850.

Подача газов: эндогаз 2750 фут /ч, 3 метан 50-60 фут /ч.

Участки деталей, подлежащие защи- те от насыщения углеродом, покрывают предлагаемым составом толщиной 0,30,5 мм, сушат под вытяжной вентиляцией в течение 30-40 мин, затем по" мещают в агрегат для газовой цемента" ции. В агрегате детали (например, корпус внутреннего шарнира переднего привода автомобиля ВАЗ 2121 "Нива", Ст. 16ХГ) находятся 16 ч. Затем деталь подают на закалку в масло

МЗМ-120, температура 170 С. После закалки деталь промывают в водном .растворе тринатрийфосфата, температура

70-80 С..Отпуск проводят при 200 С в течение 5,5 ч.

2. Газовая нитроцементация.

Газовую нитроцементацию проводят на проходном агрегате по режиму:

Нагрев по зонам, С: 1 зона 850, 2 зона 840.

Подача газов: эндогаз 1500 футЗ/ч, метан 80-90 фут /ч; аммиак 20-25 фут З/ц

Закалка в масло, например МЗМ-16, о температура 70 С.

Отпуск при 160- 180 С в течение

72 мин. Общее время выдержки детали при нагреве в печи (например, ограничителя открывания двери автомобиля

ВАЗ 2121 "Нива" ) 2,5 ч.

Нанесение защитного состава на участки деталей осуществляют так же, как при газовой цементации.

3. Газовое азотирование.

Газовое азотирование детали (например, регулировочного винта спинки сидения. автомобиля ВАЗ) проводят в проходном агрегате по режиму:

Нагрев по зонам, С: 1 зона 580;

2 зона 580.

Время азотирования 3 ч.

Подача газон: 1 зона -. экзогаэ

5 фут /ч, аммиак 5 футЗ/ч; 2 эонаэкзогаз 5 фут /ч, аммиак 5 фут /u; зона охлаждения - экзогаз 10 футз/ч.

Нанесение защитного состава на детали осуществляют так же, как при газовой цементации и нитроцементации.

Предлагаемый состав обладает улучшенными технологическими показателями, он не расслаивается даже при длиодержание, вес. ь, в составе

Компонент

1 Борная кислота

Полистирол

ТрихлорэтиленПерхлорэтилен

2 Борная кислота

Полистирол

Трихлорэтилен

Пентахлорэтан

3 Борная кислота

Полистирол

14 9

25,0

58,6

18,5

80,5

",5

22,0

40,0

25,0

13,0

32,0

30,0

10,0

15,0

8,0

63,5

13,5

5,0

83,0

2,0

10,0

25,0

13,0

11,5

15,0

8,0

51,5

5,0

79,0

Трихлорэтилен

25,5 50,5

Четыреххлористый углерод 6,0

15 0 25;0.

8,0 13,0

28,0 10,0

49,0 52,0

4 Борная кислота

10,0

Полистирол

38,0

47,0

Метиленхлорид

Перхлорэтилен

15,0 25,0

10,0 8,0

64,5 63,5

l0 5 3,5.

5 Борная кислота 10,0

Полиметилметакрилат 13,0

Трихлорэтилен 58,0

19,0

Перхлорэтилен

15,0 25,0

10,0 8,0

68,0 62,0

7,0 5,0

6 Борная кислота 10,0

Полиметилметакрилат l3,0

67„0

1010

Трихлорэтилен

Пентахлорэтан

7 985137

8 тельном хранении (1,5 года ), тогда вывать в тару любой емкости и формы, как известный расслаивается через стойкую к действию указанных раство2,3 ч после прекращвния перемешива- рителей Для известного состава оптиния. Время высыхания покрытия, нане- мальна только мелкая расфасовка, высенного на поверхность детали, со-. g пуск которой крайне ограничен, вследкращено с 3-4 ч до 30-40 мин. После ствие чего данный состав (паста АЗЛК) химико-термической обработки состав упаковывается s укрупненную тару масполностью смывается с любой поверх- сой нетто 40-50 кг. ности, Предлагаемый состав пожаробезопаВ связи с тем, что состав не дает,1О сен; стоимость его на 1,78 руб/кг ,осадка при хранении, его можно упако- . ниже стоимости известного.

98513.7

Продолжение таблицы

Содаржание,-вес.3, в составе.

Компонент

15 0

8,0, 73,5

25,0

7,0

65,0

62,5

Трихлорэтилен

Четыреххлористый углерод 14,5

3,5

25,0

13,0

21,5

40,5

15,0

8,0

35,0

42,0

10,0

8 Борная кислота

Полиметилметакрилат 5,0 3,0

42,0

Иетиленхлорид

Перхлорэтилен формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 10092/36 Тираж 1053 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 Барная кислота 10,0

Полиметилметакрилат 13,0

Состав защитного покрытия при химико-термической обработке, содержа-. щий соединение бора, полимерное связующее .и органический растворитель, о т л и ч а ю щ-и и с я тем; что, с целью улучшения технологических .и защитных свойств, он содержит в качестве соединения бора — борную кислоту, в качестве полимерного связующего - полистирол, а в качестве органического растворителя — смесь хлор-M производных углеводородов при следующем соотношении компонентов, вес.3:

Борная, кислота 10-25

Полистирол 5-13

Смесь хлорпроиз- 40 водных углеводородов Остальное

2. Состав по и. 1, о т л и ч а юшийся тем,:что в качестве сме" си хлорпроизводных углеводородов он м содержит смесь трихлорэтилена и пер- хлорэтилена при следующем соотношении компонентов, вес.3:

Трихлорэтилен 35,4-95,0

Перхлорэтилен 5,0-64,6 . so

3. Состав по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве сме! си хлорпроизводных углеводородов он содержит смесь метиленхлорида и перхлорэтилена при следующем соотношении компонентов, вес.3:

Иетиленхлорид 16,1-50,5

Перхлорэтилен 45,5-83,9

4. Состав по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве смеси хлорпроизводных углеводородов он содержит смесь трихлорэтилена и четы" реххлористого углерода при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:

Трихлорэтилен 18,5-95,5

Четыреххлористый углерод 4,5-81 5

5. Состав по п 1 о т л и ч а юшийся тем, что в качестве смеси хлорпроизводных углеводородов он содержит смесь трихлорэтилена и пентахлорэтана при следующем соотношении. компонентов, вес.Ф:

Трихлорэтилен 51,5-97,5

Пентахлорэтан 2,5-48,5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

< 573509, кл. С 23 С 9/09, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

N 344744, кл. С 23 С 9/00, 1977.