Обмазка для химико-термической обработки стальных изделий Советский патент 1984 года по МПК C23C9/04 

1 Изобретение относится к металлур гии, а именно к химико-термической обработке металлических изделий, предназначается для диффузионного насьщения их поверхности из внешней обмазки при различных источниках нагрева и может быть использовано изготавли аюпщми и.ремонтными предприятиями и службами для защиты изде лий, подвергающихся различньЫ видам контактных воздействий (изнашиванию коррозии и т.п.). Известна обмазка и для ХТО металлических изделий, содержащая насьщаю щий компонент и связку 1. Недостат ком обмазки является то, что при использовании, кроме основных операций (составления обмазки, нанесения на изделия и выдержки при нагреве), тех нология обработки включает также промежуточные операции по обработке обмазки: сушку, стабилизацию и т.п. Следовательно, обмазка не технологична. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является состав обмазки, содержащий насыщающие вещества, наполнители и гало1адный активатор в виде насыщенного водного раствора L2J. Однако при диффузионном насьщении в обмазках на основе жидкого стекла известный состав требует допрлнитель ных энерго-, трудозатрат и времени для сушки или химической стабилизаци обмазки, из-за чего технология с его использованием неритмична, имеет мес то растрескивание обмазки при сушке Цель изобретения - повышение техн логичности обмазки. Поставленная цель достигается те что для химико-термической обработки стальных изделий, содержа щая смесь насыщающего вещества и на полнителя и насыщенный водный раство галоидного активатора, дополнительно содержит вяжущие вещества при сл дующем соотношении компонентов, мас Насьш енный водный раствор галоидного активатораВяжущие вещества1-30Смесь насыщающего вещества Остальное и наполнителя 892 при соотношении насыщающего вещества и наполнителя к смеси (1,5-10,0):1,0. При этом в качестве вяжутдих веществ обмазка может содержать цемент и/или гипс, или алебастр. Кроме того,- обмазка для силидирования содержит смесь насыщающего вещества и наполнителя при соотношении (3,5-10,0):1,0. Обмазка для хромирования содержит смесь насьш1ающего вещества и наполнителя при соотношении (4,0-8,0): :1,0. Обмазка для хромосилицирования содержит смесь насьш(ающего вещества и наполнителя при соотношении (1,57,0):1,0. Вяжущие материалы смешиваются с остальными компонентами обмазки непосредственно перед ее нанесением на поверхность изделий либо предварительно смешивают с сухими компонентами обмазки, а раствор галоидного активатора вводится непосредственно перед обмазкой изделий. Обмазка может быть приготовлена путем предварительного смешивания насыщающих материалов, наполнителей, вяжущих материалов и отдельного приготовления насьш1енного водного раствора галоидного активатора. Смешивание сухогокомпонента и раствора производится непосредственно перед нанесением обмазки на изделия. Обмазка может быть приготовлена путем предварительного смешивания насыщающих материалов, наполнителей и насыщенного водного раствора активатора. Вяжущие материалы вводятся в водосодержащий компонент обмазки непосредственно перед ее нанесением на изделия. Пример 1. Производят диффузионное хромирование образцов из стали 45 в обмазке при 920°С 2ч. Состав обмазки, мас.%: феррохром 55; шамота 10; насьш1енный водный раствор хлористого аммония 10, цемент 500-25. Предварительно смешиваются все компоненты за исключением цемента. Цемент вводится в смесь непосредственно перед нанесением обмазки на образцы, которые затем через 10-15 мин загружаются в нагретую печь на поддоне. На образцах получен, слой толщиной 0,03-0,05 мм. При весовом соотношении феррохрома и шамота в смеси ниже 4:1 толщина становится менее 0,02мм, 3п а слой имеет островковый характер. При соотношении указанных веществ более 8:1 наступает резкое ухудшение качества поверхности образцов. Пример 2, Производят силицирование образцов при 2ч в обмазках следующего состава, мас.%: 2.1. ферросилиций 45, песок 10; насьпценный водный раствор криолита и хлорного железа, взятых в соотношеНИИ 2:1 15; цемент 300-30; 2.2 ферросилиций 50; окись алюминия 5-, насыщенный водный раствор криолита, хлорного железа и хлористого аммония, взятых в соотношении 4:1:1 30; цемент Т-5, гипс 10. Все компоненты за исключением цемента, включая раствор, в первом случае предварительно смешиваются. Це мент добавляют к смеси непосредствен но перед обмазкой образцов. Обмазка схватывается через 5-6 мин. Толщина обнаруженного после силицирования слоя составляет 0,08-0,25 мм. Во втором случае готовится насыщенный раствор активатора и вводится предварительно приготовленную сухую смесь остальных компонентов непосред ственно п.еред ее нанесением на образ цы. Время твердения обмазки 10 мин. Толщина полученного диффузионного слоя 0,2-0,3 мм. Повьшение содержания раствора галоидного активатора в обмазке свыше 30% ведет к значительной неоднородности и коррозионному разрушению диф фузионного слоя. При весовом соотношении ферросили ция и наполнителя свьше 10:1 начинае ся спекание смеси с поверхностью, чт ведет к значительной неоднородности слоя по толщине (пример 2.1). При со отношении менее 3,5:1 толщина слоя резко падает ниже 0,03 мм. Пример 3. Приводят хромосилидирование образцов из стали А5 в обмазках следующего состава, мас.%: 3.1. ферросилиций 40; сормайта 15 окись алюминия 31; насьш5енный водный активатор - хлорное железо и хлористый аммоний в соотношении 3:1-13; алебастр 1. Ферросилиций, алебастр, сормайт и алунд предварительно смеши ваются, а перед нанесением на образц в полученную смесь вводят раствор. Время отвердевания обмазки около 3-х часов, толщина полученного слоя 0,06 0,07 мм. При введении в обмазку мене 94 1% вяжущего материала схватывания не происходит. 3.2. ферросилиций 58; сормайт 20; кварцевый песок 11; насыщенный водный раствор хлористого аммония 1; гипс 5, цемент 500-5. Смесь гипса и цемента вводится в предварительно приготовленную влажную смесь остальных компонентов непосредственно перед нанесеНпем на образцы. Время схватывания обмазки 8 мин. Толщина полученного слой 0,03-0,05 мм. При содержании в обмазке активаторов менее 1% тол1чина уменьшается до 0,02 мм и слой приобретает характер островковой пленки. Весовое, отношение насьпдающих веществ и наполнителя в обмазке для - Хромосилицирования, превьш ающее 7:1, ведет к налипанию смеси на обрабатываемую поверхность и отшелушиванию слоя. Уменьшение э.того соотношения ниже 1,5:1 приводит к уменьшению толщины до 0,03 мм и менее островковому строению слоя. Таким образом, использование обмазок предлагаемого состава позволяет упростить и удешевить технологию ХТр изделий по сравнению как с обмазками на базе силикатных связующих за счет сокращения числа операций и расхода энергии, так и по сравнению с пастами на органических связующих за счет сокращения числа операций и расхода энергии, так и по сравнению с пастами на органических связующих с растворителями (цапон-лак, этиловые соединения, толуол и т.п.)требующими специальных условий пожарои взрывоопасности, а также прочняющего покрытия. Ввиду каталитического действия, которое оказывают гапоидные ионы в pacTBOpte н§ реакции гидратации, предложенные обмазки с введением галоидных активаторов в касьш1енном водном растворе значительно эффективней обычного перемешивания всех компонентов состава с водосодержащим связующим и позволяют применять в качестве связующего также некондицион-.. ные строительные; материалы (цемент, гипс) после истечения гарантийного срока их хранения. Предложенные обмазки экономичны, пЬзволяют упросить технологию ХТО деталей, могут быть использованы в автоматизированных процессах обработки и дают возможность получать на

51104189

крупных партиях деталей поверхностныеможно практически на всех типах терслои, обладанячие высокой износостой-мического оборудования, реализующих

костью и коррозионной стойкостью.необходимые для ХТО температурно-вреПрименение предложенных обмазок воз-менные режимы.

1. ОБМАЗКА ДОЯ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащая смесь насыщающего вещества и наполнителя и насыщенный водный .раствор галоидного активатора, отличающаяся тем, что, с целью повышения технологичности, он а дополнительно содержит вяжущие вещества при следующем соотношении компонентов, мас.%: Насыщенный чодный раствор галоидного активатора . 1-30 Вяжущие вещества 1-30 Смесь насьш1ающего вещества и наполни-, теляОстальное при соотношении насыщающего вещества и наполнителя в смеси