Состав для диффузионного хромирования Советский патент 1985 года по МПК C23C10/14 

сх

СЛ

00 « Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке металлов, конкретнее к области изыскания составов смесей, предназначенных для хромирования штампового инструмента и оснастки. Известен состав для диффузионно го хромирования, содержащий 50 % феррохрома, 43 % окиси алюминия и хлористого аммония Q . Указанный состав обладает низкой насыщающей способностью, т.е. при обработке изделий в данном сос не на их поверхности получается сравнительно тонкий диффузионный слой, даже при проведении процесса при повьшенной температуре достаточно длительное время. Наиболее близким к предлагаемом по технш1еской сущности и достигае мому результату является состав дл диффузионного хромирования, содержащий 45% окиси алюминия, 5% хлористого аммония и 50% хрома 2j . Однако, применение известного с тава сопряжено с необходимосты) крайне тщательной подготовки хроми руемых поверхностей, а также трегбует использования высоких (свыше 1050 С) температур и длительности (свьше 10 ч) процесса, что значите но усложняет производство, т,е. из вестный состав обладает низкой насыщакнцей способностью Цель изобретения - повышение на сыщающей способности состава. Указанная цепь достигается тем что состав для диффузионного хромированиЯ;, содержащий хром,окись ал миния и хлористый аммоний, допол™ нительно содержит йодистый кадмий и хлористый магний при следующем соотношении компонентов, мае,%: Окись алюминия 38-45 Йодистый кадмий 1-3 Хлористый аммоний 4-10 Хлористый магний 1-3 ХромОстальное Окись алюминия вводится в смесь для предотвращения налипания и иск лючения шероховатости защитного слоя, Введение менее 38% окиси алю миния не позволяет предотвратить налипание, а превышение 45% отрица тельно сказывается на толщине хром вого покрытия, Влияние хлористого аммо1шя связано с образованием активных газо02образных соединений хрома. Граничные концентрации (4-10%) хлористого аммония в предлагаемом составе установлены на основании известных и зкспериментальных данных. Так, в случае введения его менее 4% резко ухудшается насыщающая способность смеси, а увеличение свыгае 10% может отрицательно сказаться на объеме газовой фазы и, как следствие, весьма усложняет конструкцию контейнеров, - . Хром служит основной частью насьшающего состава, Йодистый кадмий и хлористый магний придают предлагаемому составу принципиально новое качество значительное сокращение температуры и продолжительности процесса хромирования, повышение насыщающей способности с одновременш 1м снижением требований к качеству подготовки обрабатываемой поверхности. Дискретное изменение свойств предлагаемого состава хромирующей смеси за счет совместного введения йодистого кадмия и хлористого магния обусловлено благоприятной ролью новых ингредиентов и интенсификации формирования и активности насыщающих соединений, а также проте.каний положительно сказьшающихся химико-термических реакций на границе раздела контактирукщая поверхность-насыщающая газовая фаза. Дпя количественной оценки влияния новых компонентов на свойства предлагаемой смеси испытаниям подвергают ряд ее составов, в которых содержание хлористого магния и йодистого кадмия изменяют в пределах 0,5-4,0%; окиси алюминия 3845%; хлористого аммония 4-10%, причем хром составляет основную дополнительную до 100% часть. Одновременно с этим аналогичным испытаниям подвергают составы известных хромирующих смесей, состоящих из 50% феррохрома j 43% окиси алюминия; 7% хлористого аммония (состав № 1) и 45% окиси алюминия; 5% хлористого аммония и 50% хрома (состав № 2). Результаты опытов, представленные в таблице, показывают, что в зависимости от состава рассматриваемые смеси обладают различными технологическими свойствами. Так, известный состав обеспечивает требуемое качество хромированной поверхности

лишь при следующих условиях: температура II00-1150 0; продолжительность процесса 11-12 ч и балл требований 4-5.

Дополнительное.введение новых компонентов сокращает указанные характеристики технологичности смеси (температуру 890 С, продолжительность процесса до 6 ч и балл требований до 1),т.е. повьшает ее качество примерно в 2 раза. Однако достижение улучшенных технологических свойств отмечается лишь при ус-ловии совместного введения хлористого магния и йодистого кадмия. Например, раздельное введение этих элементов от 1 до 4 % практически не приводит к улучшению свойств смесей Аналогично низкий результат наблюдается в случае их совместного введения в смесь ниже 1% каждого.В то же время превышение 3%-го содержания хлористого магния и йодистого кадмия йри их совместном введении практически не сказывается на рассматриваемых показателях технологичности смеси. По этой причине их пределами концентрации следует признать: нижний - 1%, а верхний - 3%.

Предлагаемый состав zyiH диффузионного хромирования в отличив от известного обладает более высокиьш технологическими свойствами, что

обеспечивает существенное сокращение продолжительности процесса и понижения его температуры, а также позволяет снизить требования к качеству подготовки хромируемых поверхностей.

Предлагаемый состав может найти широкое применение в отраслях . народного хозяйства, специалнзиру- ющихся в химико-термической обработке штампового инструмента и штамповой оснастки, так как его использование существенно удешевляет процесс.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого состава по сравнению с известным ориентировочно составляет 160-180 руб. на тонну обрабатмваемых деталей, что достигается за счет сокращения в 2-3 раза трудозатрат на подготовку поверхности деталей, на, 80-100% уменьшения трудоемкости химико-термической обработки и экономии энергоносителя (электрической энергии или газа).

Е:§.

I о.

СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО ХРОМИРОВАНИЯ преимущественно штампового инструмента и оснастки, со.держащий хром, окись алюминия.и хлористый аммоний, отличающийся тем, что, с целью повышения насыщающей способности состава, он дополнительно содержит йодистый кадмий и хлористый магний при следующем соотношении компонентов, .мас.%: Окись алюминия 38-45 Хлористый аммоний 4-10 Йодистый кадмий 1-3 Хлористый магний 1-3 ХромОстальное