Состав для комплексного насыщения стальных изделий Советский патент 1983 года по МПК C23C9/02 

05 СП

00 iCX) Изобретение относится к меташлур гии, и может быть использовано для повышения жаростойкости и износосто кости прессового и штампового янстр мента, полученного из высоколегированных сталей. Известен состав для поверхностно го легирования сталей, содержащий 38-45% окиси хрома, 9-12% алюминия 5-10% окиси кремния, 1-3% .хлористого аммония и окись алюминия - остал ное 1. Одним из недостатков описанной смеси является пониженный уровень свойств, характеризующий материалы по жаростойкости и износостойкости при повышенных температурах. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является состав для поверхностного легирования инструментальных сталей С2, содержащий следующие компоненты, вес.%: 35,0-40 1,0-2, Борная кислота 2,0-5, Хлористый аммоний 5,0-9, Алюминий Окись кремния 4,0-6,0 Ванадий 4,0-7,0 Окись алюминия Остальное Недостатком известного состава является невысокая износостойкость и окалиностойкость материала при температурах выше 650°С. После хими ко-термической обработки при 1050°С в течение 5 ч для стали ЗХ2В8Ф, жаростойкость (привес) при 700°С зэ 10 ч составляет 2 г/м, износостойкость (убыль) при a пути 2500 м - 10 г/м2. ГДелью изобретения является повышение жаростойкости и износостойкос ти сталей при повышенных температурах. Для достижения указанной цели в состав для комплексного насыщения сталей, содержащий борную кислоту, хлористый a IMOHий, ванадий и окись алюминия, дополнительно вводят окис хрома, фтористый алюминий, иттрий и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.%: Окись хрома 35,0-40,0 Борная кислота4,0-6,0 Хлористый.аммоний3,0-5,0 Фтористый алюминий7,0-10,0 Иттрий2,5-4,0 7,5-12,0 Алюминий 1,0-3,0 Ванадий Остальное Окись алюминия Применение указанной смеси образует на поверхности изделий сложный диффузионный слой, представляющий собой многокомпонентный твердый раствор на базе насыщаемого металла. Введение в состав смеси иттрия способствует стабилизации окислов и других фаз на основе хрома и алюминия, образующихся на поверхности изделий. Применение окиси хрома и фтористого алюминия способствует более быстрой диффузии хрома и алюминия в поверхностном слое твердого раствора. Высокое содержание в насыщающей смеси Сг20з приводит к хромированию сталей, что благоприятно сказывается на жаростойкости и износострйкости. При содержании окиси хрома менее 35% процесс хромирования развивается недостаточно эффективно, а при содержании свьше 40% тормозится процесс насыщения другими элементами. Применение фтористого алюминия также активизирует мощность диффузионного источника в системе Сг-А1V-Y-B. Введение указанных пределов .способствует наибольшей диффузионной активности насыщения указанной системы. При большем количестве фтористого алюминия в смеси (10%) состав насыщения твердого раствора смещается в сторону алитирования. Пример. Для приготовления смеси предлагаемого состава используются порошки дисперсностью 1-200 мкм, компоненты перемешиваются до получения однородного состава. Затем проводят предварительный отжиг смеси в контейнере с плавким затвором при 1050с, в течение 5 ч, после чего проводят сам диффузионный отжиг деталей с добавкой в садку новой порции хлористого аммония в указанных количеств ах. Режим химико-термической обработки включает нагрев до 300°С и выдержку 1 ч. , подъем температуры до 850°С за 2 ч, затем до 1100°С за 2 ч, выдержку при этой температуре 8 ч и охлаждение на воздухе. Глубина слоя при такомрежиме находится в пределах 50-70 мкм. Свойства образцов стали ЗХ2В8Ф после химико-термической обработки по указанному режиму представлены в таблице.

1006536

Приведенные э таблице данпые сви-кой обработки матриц, служащих для

детельствуют о том, что жаростойкостьизготовления сложных профилей из алюи износостойкость при повыиенной тем-.миниевых сплавов, по сравнению с

пературе превышает в 3-3,5 раза по-простым хромированием сплава ЗХ2В8Ф

лученную на сталях, обработанных из-.за счет повышения износостойкости и

вестным способом. жаростойкости составляет 1000 руб.

Предполагаемый экономический эф-на тонну годных полуфабрикафект от внедрения химико-термичес-тов.

СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий борную кислоту, зслористый аммоний, ванадий и окись алюминия, о т л ич а ющий с я тем, что, с целью повышения жаростойкости и износостойкости, он дополнительно содержит окись хрома, фтористый алюминий, иттрий и аммоний при следующем соотношении компонентов, вес.%: 35,0-40,0 Окись хрома 4,0-6,0 Борная кислота 3,0-5,0 Хлористый аммоний 7,0-10,0 Фтористый алюминий 2,5-4,0 Иттрий 7,5-12,0 Алюминий 1,0-3,0 Ванадий Остальное Окись алюминия (Л