Паста для защиты изделий от цементации Советский патент 1984 года по МПК C23C11/10 

00

со NU Изобретение относится к химикотермической обработке метсшлов, а именно к методам защиты деталей при цементации. Известна антицементационная паста, содержащая каолин, окись меди, силикат натрия, шлак и жидкое стекло 1. Однако эта паста не обладает достаточными заищтными свойствами при цементации деталей в высокоактивном газовом карбюризаторе. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является паста 2 для защиты от цементации, содержащая каолин и жид кое стекло при следующем соотношени компонентов, мас.%: каолин 4-10} тальк 8-14; маршалит 2,5-4,0; бура обезвоженная 0,3-1,2; окись алюминия 0,2-0,8; жидкое стекло 80-85 2 При цементации в среде высокоактивных газовых карбюризаторов, когда насыщение углеродом не превьяиает концентрацию 1,0-1,5%, данная паста обеспечивает надежную защиту поверхности деталей.от цементации. Но при более интенсивном насьщении углеродом (до 4,0-4,5%) происходит разрушение этой пасты и. появляются значительные пробои.. Цель изобретения - повыпение надежности защиты от цементации. Поставленная цель достигается 1ем, что паста для защиты изделий от иементации, содержащая каолин и ж1-1дкое стекло, дополнительно содержит фритту, медный порошок, белую сажу и двуокись кремния при сле .дующем соотношении компонентов, мае.%: Каолин28,0-30,0 Фритта2 3,0-7 2 6,0 .Медный порошок 5,0-7,0 Белая сажа2,0-3,0 Двуокись кремния 3,0-4,0 Жидкое стекло Остальное Каолин - химически стойкое, огне упорное соединение, способствующее созданию беспористой защитной пленки на поверхности детали, увеличива ющее теплостойкость пасты, является связующим компонентом пасты, однако при высоких температурах имеет скло ность к образованию микротрещин. Фритта - спекшаяся стекломасса, которая при высокой температуре пре вращается в стеклообразную массу, способствуя тем самым созданию беспористого защитного слоя, закрывая те 1ЛИкротрещины, KOTOjaae появляются у каолина при высокой температуре. Введение медного порошка обеспечивает за счет высокой теплопроводности меди равномерность прогрева пасты, нанесенной на деталь, тем самым уменьшая опасность трейщнообразования и создания условия, препятствующего прохождению углерода к металлу. Белая сажа имеет высокую проникающую способность, повьшает укрывистость пасты, т.е. обладает хорошими смачивающими свойствами, обеспечивающими сплошность покрытия пастой поверхности деталей. Двуокись кремния придает устойчивость пасте при высокой температуре. За счет эвтетики жидкого стекла (силиката натрия) с двуокисью кремния снижается температура стеклообразования пасты, т.е. двуокись кремния способствует увеличению стеклообразования ьасты на фоне жидкого стекла и обусловливает создание сплошной надежной изолирующей пленки. Пасту готовят непосредственно перед обмазкой следующим образом. Сухие компоненты: фритту, каолин, медный порошок, белую сажу, двуокись кремния смешивают, растворяют в жидком стекле в заданном соотношении и перемешивают до получения сметанообразной массы. Полученную пасту наносят на сухую чистую поверхность детали без предварительной ее .обработки. В зависимости от конфигура-. ции детали нанесение пасты осуществляют с помощью кисти илн путем окунания. Общая толщина двух нанесен-. ных слоев не должна превышать 1,Ь мм. После нанесенкя первого слоя детали подвергают сушке под электрической лампой при 70-80°С в течение 90 120 мин. После окончания сушки сразу же наносят второй слой пасты, который просушивают в тех же режимах, что и первый. . . . . ..П р и м е р ы. Испытаниям были подвергнуты образцы,.изготовленные из стали 15, цилиндрической формы диаметром 24 , длиной 60 мм, зацентрованные с двух сторон. Чистота обработки поверхности U Было взято всего девять образцов, их разделили на три партии по три образца в каждой. Первая партия образцов подвергалась науглероживанию без применения пасты, вторая - с нанесением пасты, изготовленной по известному составу (прототипу), третья партия с нанесением предлагаемого состава. Опробованные составы паст привеены в табл. 1.

Таблида 1

ПАСТА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИЗДЕЛИЙ ОТ ЦЕМЕНТАЦИИ, содержащая каолин и жидкое стекло, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности зёодиты, она дополнительно содержит фритту, медный порошок, белую сажу и двуокись кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: 28-30 Каолин 23-26 Фритта 5-7 Медный порошок Белая сажа 2-3 Двуокись кремния 3-4 Жидкое стекло Остальное

Каолин марки

(ГОСТ 21287-75)

Тальк молотый (ГОСТ 21234-75)

Маршалит (ГОСТ 9077-59)

Бура обезвоженная(ГОСТ 8429-77)

Окись алюминия

(ГОСТ 8136-76)

Фритта марки

ЭВ-10

(ТУ-78-70)

Медный порошок

ПМС-2у

(ГОСТ 4960-75)

Белая сажа 4-333 (ТУ-6-18-184-78)

Двуокись кремния (ГОСТ 9428-73)

Жидкое стекло (ГОСТ 4239-74) Пасту состава t наносили в три и в два слоя. После нанесения каждого слоя проводили сушку в печи при 60°С 3 ч. С использованием антицементационной пасты составов S - VJ наносилось два слоя при следующих режимах сушки: и состав - температура в течение 40 мин; Ш состав - температура 50°С В течение 120 мин;.1У состав - температура в течение 100 мин; У состав - температура в течение 90 мин; У1 состав - температура 70с в течение 60 мин. После нанесении Насты и ее cyuikn образцы подвергали цементации в высокоактивном газовом карбюризаторе при ЮБОс в течение 12 ч с насыщением .углеродом до 4,0-4,5% (на незащищенных образцах). Затем все образцы были подвергнуты закалке с температуры 800°С в воду. Нагрев производили в печи Н-45, а образцы во избежание обезуглево28,0 29,0 30,0 32,0

26,0

23,0 25,0 26,0 28,0

5,0

6,0 7,0 9,0

2,0 2,0

3,0 5,0

3,0

3,0 4,0 6,0

39,0 35,0 30,0 20,0 живания укладывали на противни со смесью чугунной стружки и отработанного карбюризатора. Исследование по обнаружению пробоев цементации на поверхности образцов произведено проверкой твердости всей их поверхности тарированным напильником. Участки, подозреваемые как твердые по напильнику, подвергались замеру твердости на приборе Роквелла двум шкалам .измерений твердости: по шкале НЕС (алмазный конус и нагрузка 15Q кг) и по шкал HRB (стальной закаленный шарик диаметром 1/16 и нагрузка 100 кг). Кроме того, закаленные образцы, 3 ицкщев.ные от цементации различными составами паст, были подвергнуты механической обработке на токарном станке .при частоте вращения 120 об/мин, глубине резания 0,25 мм и подаче 0,1 мм/об. Результаты испытаний приведены в табл. 2. (в два слоя) (в три слоя) (в два слоя) Есть Бе покрытия кругом Как видно из табл. 2, лучшие ре зультаты по надежности згицитной спо собности паст от науглероживания при.цементации изделий в .высокоактивном карбюризаторе имеют пасты , i5 и V составов, когда твердость поверхностей, предохраненных защитной пастой, находится в пределах 84-86 HRB, т.е. соответ.ствует предъявляемым требованиям, а пробои дементадии вообще отсутствуют. Подтверждением этого вывода служит и поведение образцов при механической обработке на токарном стан ке: образцы, защищенные пастами пре лагаемого состава, имеющими соотнош ние компонентов в предлагаемых пределах, (Обрабатывались спокойно по всей поверхности, т.е. пробоев не было. Образцы же, защищенные пас Г и .VI составов, после

Таблица Механообра ботке не подвергаетсяцементации в высокоактивном карбюризаторе и закалки при механической обработке имеют твердые места, на которых резец взвизгивает или ломается его режущая кромка Твердые места (пятна) имеют характерный металлический блеск и выглядят заметными бугорками. Таким образом, п м VI составов згицита пастами 1 оказалась ненадежной. Таким образом, применение предлагаемой пасты обеспечивает 100% защиту от цементации в высокоактивном газовом карбюризаторе, обеспечивающем в незащищенных местах насыщение углеродом до 4,0-4,5%. При этом имеет место снижение трудоемкости обработки деталей и снижение брака за счет создания стабильного, газонепроницаемого и легко удаляемого изолирующего слоя на защищаемой поверхности.