Состав энерговыделяющей пасты для химико-термической обработки Советский патент 1985 года по МПК C23C10/30 

I

Изобретение относится к химикотермической обработке метаилов и сплавов путем нагрева энерговыделяющими пастами., .

В химико-термической обработке известны составы энерговьщеляющих паст, обеспечивающих проведение процесса без использования энергоемкого оборудования.

Цель изобретения - снижение расхода энерговыделяющей пасты.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Б состав энерговыделяющей пасты для химико-термической обработки, содержащей алюминий, железную окалину, песок кварцевый , селитру натриевую или калиевую, дополнительно вводят порошок цинка при следующем содержании ингредиентов, мае.%:

Алюминий 30-40

Железная окалина 20-30

Порошок цинка 10-16 .Натриевая или

. калиевая селитра 3-5 Песок кварцевый Остальное

Порошок цинка ПЦ-4 служит восстановителем и является дополнительным источником в процессе экзотермической реакции. Кроме того, порошок

872

цинка, как слабо активный восстановитель замедляет скорость экзотермической реакции, снижает пористость сгоревщей щашки и тем самым способствует более длительному сохранению высокой температуры при диффузионном насыщении.

Алюминий ЯВЛЯЮП1ИЙСЯ восстановителем, и железная окапина (отходы кузнечно-штамповочного производства) - окислитель, обеспечивают в процессе экзотермической реакции нагрев детали до заданных температур .

Селитра натриевая или калиевая является окислителем и способствует лучшей воспламеняемости состава.

Песок кварцевый, содержащий до 90% окиси кремния, является инертной добавкой и вводится в состав с целью предотвращения спекания продуктов реакции и приваривания их к поверхности детали, а также способствует равномерному распределению компонентов энерговьщеляющей пасты в процессе горения.

I . , В табл. представлены составы

предпагаемой анерговыделяющей пасты.

Таблица 1

ЭНЕРГОВЬЩЕЛЯЮЩАЯ ПАСТА ДЛЯ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ, содержащая алюминий, железную окалину, кварцевый песок,натриевую или калкевую селитру, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода пасты, она дополнительно содержит порошок цинка при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:. Алюминий 30-40 Железная окапи-на .20-30 Натриевая или калиевая селитра 3-5 Порошок цинка 10-16 Кварцевый песок Остальное .

2 3 4 5 6

25 23 22 21 26 20

Составы 5 и 6 - составы с запредельными значениями ингредиентов.

Определение расхода энерговыделяющей пасты при химико-термической обработке проводили на примере алитирования и силицирования.

Прим ер 1. Алитирование.

Состав активной пасты, содержащей насыщающий элемент, мас.%:

Порошок алюминия 88

Фторид натрия 10

Пудра алюминиевая 2

Алитирование проводили на деталях цилиндрической формы (диаметр 20 мм, длина 50 мм, масса 120 г) из стали 40.

Активную пасту нано.сили толщиной 0,5 мм, после чего сзшили при 100°С в течение 20 мин. Связкой служил 10%-ный раствор цапон-лака НЦ-62 в растворителе № 646. Вторым равномерным слоем наносили энерговыделяющую пасту, количество которой зависит от требуемой глубины диффузионного слоя. Связкой служил 10%-ный раствор цапон-лака в растворителе № 646

Детали после сушки пасты при 100 С в течение 1 ч помещали в песок. Зажигание осуществлялось с помощью стальной проволоки, через которую пропускали электрический ток.

В табл. 2 представлены результаты процесса насыщения. . .

:Таблица 2

Концентрация алюминия в поверхностном слое 22% для всех составов. Как видно из данных, приведенных в табл. 2, использование предлагаемого состава энергрвыделяющей пасты (составы 1-4) позволяет снизить расход энерговьщелякяцей пасты в 1,51,8 раза по сравнению с составом 7, не снижая при этом насыщающей способности.

Использование составов с запредельными значениями не позволяет снизить расход пасты.

Пример 2. Силицирование 15 проводили на деталях цилиндрической формы (диаметр 20 мм, длина50 ьм, масса 120 г) из стали 1Х18Н9Т.

Активная паста состоит из порошка ферросилиция (75% кремния), 20 Активную пасту наносили на детали толщиной 0,4 мм, после чего сушили при в течение 20 мин. Связкой служил 10%-ный раствор цапонлака НЦ-62 в растворителе № 646. 5- Вторьм равномерным сло,ем наносили энерговыделяющую пасту, количество которой зависит от глубины -диффузионного слоя. Связкой служил 10%-ный раствор цапон-лака НЦ-62 в

растворителе № 646, Детали после сушки пасты при в течение 1 ч помещали в песок, зажигание осуществляли с помощью сталыгой проволоки, через которую пропускали электрический ток.

В табл. 3 представлены результат ты процесса насыщения.

Т а б л и ц а 3

Концентрация кремния в поверхностном слое 8-10% для всех составов.

Как В1ЗДНО из данных, приведенных в табл. 3, использование предлагаемого состава энерговыделяющей пасты (составы 1-4) для силицирования позволяют снизить расход энерговьщеляющей пасты в 1,4-1,6 раза по сравнению с составом 7, не снижая при этом насыщающей способности.

Использование составов 5 и 6 не позволяет снизить расход пасты. 1

5 Таким образом, использование предлагаемого состава энерговыделяющей пасты для химико-термической обработки приводит к снижению расхода пасты в 1,4-1,8 раза по сравне10 нию с известным составом, не снижая при этом насыщающей способности при химико-термической обработке.