Состав для хромоалитирования стальных изделий Советский патент 1985 года по МПК C23C10/56 

сд

сд

4

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке сталей, а именно к составам для комплексного диффузионного насыщения хромом и алюминием, и может найти применение в различных отраслях промышленности для защиты деталей от воздействия высоких температур и агрессивных сред, например, прессформ при литье под давлением медных сплавов.

Известен состав 1, используемый для комплексного диффузионного насыщения сталей и сплавов, который содержит следующие компоненты, мас./о:

Хром35-40

Ванадий4-7

Борная кислота1-2

Алюминий5-9

Окись Кремния4-6

Хлористый аммоний2-5

Окись алюминияОстальное

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является состав для хромоалитирования 2|, содержащий следующие компоненты, мас.%:

Алюминий5-20

Феррохром40-55

Окись алюминия ,35

Хлористый аммоний5

Процесс диффузионного хромоалитирования в известном составе осуществляется при 850-1100°С в течение ч в контейнерах с плавким затвором. При хромоалитировании в известном составе при температуре 950°С в течение 6 ч на стали 45 формируются диффузионные слои толщиной 120-150 мкм.

Недостатком известных составов является их низкая насыщающая способность.

Цель изобретения - повышение насыщающей способности состава.

Цель достигается тем, что состав для хромоалитирования стальных изделий, содержа ций окись алюминия, порощок алюминии, хромсодержащий компонент и .1()|)истый аммоний, дополнительно содержит фтористый алюминий, а в качестве ..хромсодержащего компонента - порощок хрома при следующем соотнощении ингредиентов, мас.%:

Порощок алюминия12-15

Порощок хрома44-49

Хлористый аммоний1-2

Фтористый алюминий3-4

Окись алюминияОстальное

Введение в состав смеси фтористого алюминия и использование в качестве хромсодержащего компонента - порощка хрома увеличивает толщину хромоалитированно5 го слоя и позволяет получать диффузионные покрытия, обладающие высокими физикомеханическими свойствами и хорощим качеством поверхности.

При использовании известного состава для деталей (пресс-формы), работающих в условиях термоциклических напряжений, толщина диффузионного слоя неудовлетворительная, при введении же в состав фтористого алюминия толщина диффузионного слоя увеличивается за счет того, что увеличиj вается скорость диффузии атомов хрома в насыщаемую поверхность.

В составе смеси прототипа количество активатора составляет 5 мас./о. При увеличении количества активатора снижается качество диффузионного слоя, появляются мик0 роразрущения на поверхности, за счет применения избыточного количества компонента, а насыщающая способность смеси не изменяется.

Поэтому оптимальное количество акти5 ватора составляет 5 мас./о. Насыщающая способность смеси снижается только при уменьщении количества данного активатора, так как малого количества недостаточно для переноса атома диффундирующего элемента на поверхность насыщаемой детали, Сле0 довательно, при использовании в качестве активатора хлористого аммония и фтористого алюминия, суммарное количество составляет 5 мас.°/о. В виду того, что у хрома меньще диффузионная подвижность, чем у алюминия, хлористого аммония берется в количестве 1-2 мас.°/о, а фтористого алюминия 3-4 мас.о/о.

Процесс диффузионного хромоалитирования в предлагаемом составе проводят при 900-1100°С в течение 4-8 ч (в зависимости от требуемой толщины слоя) в контейнерах с плавким затвором.

Все компоненты состава используют в порошкообразном состоянии.

Пример. Проводят диффузионное хромоалитирование стали Зх2В8Ф при 950°С в 5 течение 6 ч в предлагаемом и известном составах.

В табл. 1 и 2 приведены сравнительные данные по насыщающей способности предлагаемого и известного составов.

Как видно из табл. 1 и 2, насыщающая способность предлагаемого состава для диффузионного хромоалитирования в 1,5-1,6 раза выще, чем насыщающая способность известного способа.

Таблица 1

СОСТАВ ДЛЯ ХРОМОАЛИТИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержаший окись алюминия, порошок алюминия, хромсодержаш,ий компонент и хлористый аммоний, отличающийся тем, что, с целью повышения насышаюш,ей способности состава, он дополнительно содержит фтористый алюминий, а в качестве хромсодержаш,его компонента - порошок хрома при следуюшем соотношении ингредиентов, мае./о: Порошок алюминия12-15 Порошок хрома44-49 Хлористый аммоний1-2 Фтористый алюминий3-4 Окись алюминияОстальное

Предлагаемый

12

Алюминий

49 Порошок хрома

34 Окись алюминия

1 Хлористый аммоний

4 Фтористьш алюминий

13,5

Алюминий

46,5 Порошок хрома 35 1,5 Окись алюминия Хлористый аммоний 3,5 Фтористый алюминий

Алюминий

15

44 Порошок хрома

36 Окись алюминия

2,0 Хлористый аммоний

3,0 Фтористый алюминий

Известньй

Алюминии

20 40 35 Феррохром Окись алюминия

5 Хлористый аммоний

950

261

950

265

950

270

950

174

950

Сталь 32Б8Ф

1 2 3

4

Таблица 2

Хорошее