Состав защитного покрытия при химико-термической обработке
Иллюстрации
Показать всеРеферат
<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.