Способ комплексной химико-термической обработки стальных изделий Советский патент 1988 года по МПК C23C8/70 

13

Изобретение относится к способам химико-термической обработки металлов и используется для комплексного насыщения изделий, работающих в ус- ловиях абразивного износа и ударных нагрузок.

Целью изобретения является устранение припекания обмазки к изделию.

Сущность способа состоит в том, что перед нанесением насьпцающего слоя обмазки на поверхность изделия наносят слой органи ческого полимера. После нанесения на него насыщающего слоя и затем защитного слоя обмазки. изделие помещают в печь и нагревают до 700-1000 С.

При термической деструкции полимера образуется пористьй слой, который обеспечивает доступ насыщающего агента к поверхности изделия. После проведения процесса насыщения и охлаждения обмазка легко удаляется. Граничные значения толщины слоя полимера определены в пределах 30- 1000 мкм.

При проведении насьт1ения в обмазк по данному способу со слоем полимера .толщиной менее 30 мкм не обеспечивается отставание обмазки после прове- дения процесса насыщения.

При проведении насыщения в обмазке со слоем органического полимера толщиной более 1000 мкм скорость насыщения настолько мала, что не уда- ется получить качественное покрытие.

Эксперименты с различными насыщающими слоями обмазок показали, что Состав насьпдающего слоя влияет лишь на скорость роста диффузионных слоев при проведении процесса без слоя органического полимера отмечалось прилипание обмазки к поверхности изделий .

Пример 1. На образец из стали ст, 3 размерами 25x18x5 мм наносили насьщаюш.ий слой обмазки толщиной 5 мм состоящий из полимерной основы, мае.ч.:

Фенолформальдегидная

резольная смола

марка арзамит-5 10

Пара-толуолсульфо- . . хлорид 1

Аэросил0,5

и борирующей смеси БЛМ состава, мае.4.:

Спек магниетермического восстановления борного ангидрида . 9

Тетрафторборат

натрия1

в количестве 20 г смеси на 23,3 г полимерной основы.

На насыщающий слой наносили защитный слой толщиной 5 мм из андезитовой силикатной замазки состава, мае.ч,;

Андезитовая мука 100

Кремниефторид

натрия5

Жидкое стекло 40

Обмазку сушили в течение 1 ч при 70°С, после чего обрйзец помещали в муфельную печь и подвергали термообработке при 900 С в течение 5 ч в воздушной атмосфере.

После окончания процесса насыщения образец извлекали из печи и охлаждали на воздухе. Обмазка припеклась к поверхности образца и удалялась с большим трудом после постукивания по ней молотком. Отдельные припекшиеся частицы обмазки удалялис вместе с боридным слоем. По граням образца имелись отдельные сколы бо- ридного слоя. Размер слоя определяли металлографически.

Толщина боридного- слоя, состоящего из FeB, 80 мкм.

Пример 2. На образец из стали ст. 3 размерами 25x18x6 мм в кипящем слое наносили покрытие из полиэтилена толщиной 200 мкм. На этот слой наносили обмазку, состоящую из насыщающего и защитного слоя по примеру V.

Процесс насыщения проводили на воздухе при 900°С в течение 5 ч. После окончания насыщения образец охлаждали в воде. Большая часть обмазки отделялась от поверхности образца при охлаждении, остальное легко удалялось влажной тряпкой. Поверхность образца ровная, без сколов. Толщина боридного слоя 170 мкм.

П р и м 3. На образец из ст. 3 размерами 25x18x5 мм наносили трехслойную обмазку по примеру 2. Процесс насьпцения проводили на воздухе при в течение 5 ч. После окончания насыщения образец охлаждали в воде. Большая часть обмазки отделилась от поверхности образца при охлаждении, остальное легко удалялось

Поверхность образца ровная, без сколов.

J133

Толщина боридного слоя 200 мкм.

Пример 4. На образец из ст.З размерами 25x18x5 мм наносили трехслойную обмазку по примеру 3, Процесс насыщения проводили на воздухе при температуре 900°С в течение 5ч.

После окончания насыщения образец охлаждали на воздухе.

Обмазка легко удалялась механичес- ки. Поверхность образцг. ровная, без сколов.

Толщина боркщкого слоя 170 мкм.

Пример 5. На образец из ст. 3 размерами 25x18x5 мм наносили покрытие на основе фенолформальдегид- ной резольной смолы (бакелитовый лак) толщиной 150 мкм. На этот слой наносили насьпцающий и защитный слои обмазки по примеру 1. .

Образец подвергали термообработке на воздухе при 900°С в течение 5 ч в муфельной печи. После окончания процесса насыщения образец охлаждали в воде. Обмазка легко удалялась механически. Поверхность образца ровная, без сколов.

Толщина боридного слоя 150 мкм.

Пример 6. На образец из ст, 3 размерами 25x18x5 мм наносили покрытие из натурального каучука (полан-м) толщиной 375 мкм. На этот слой наносили насыщающий и защитный слои обмазки по примеру 1.

Образец подвергали термообработке на воздухе при в течение 5 ч. После окончания процесса насьпцения образец охлаждали в воде. Обмазка легко удалялась механически. Поверхность образца ровная, без сколов.

Толщина боридного слоя 90 мкм.

П р и м.е р 7. На образец из ст. 3 размерами 25x18x5 мм в кипящем слое наносили покрытие из полиэтилена толщиной 200 мкм. На него наносили насыщающий слой толщиной 5 мм, состоящий из полимерной основы, мае. ч..:

в количестио 20 г смеси кя 20 г по- лимернш основы. Ил клсыщякяций слой наносили защитный слой толщиной 5 мм из андезитопой силикатной замяэк. 5 Обмазку СУ1ЯИЛИ в точение ч при 70 С, после чего образец подверг-али термообработке на воздухе при 900 С в течение 5ч.

После окончания процесса образец 20 извлекали из печи и охлаждали в воде Обмазка удалялась легко. Поверхность образца ровная, без сколов.

После- окончания процесса насыщения образец закаливали в воде. 05- Ь мазка удалялась легко. Поверхность образца без сколов.

Металлографический анализ показал наличие отдельных игл боридов размером 15-30 мкм. 30 Сплошного слоя нет.

Таким образом, как следует из примеров 1-7, покрытие полностью устраняет основной недостаток насыщающих обмазок - налипание на поверх- 35 ность изделия.

Формула изобретения

Редактор Л. Пашкова

Способ комплексной химико-терми- 40 ческой обработки стальных изделий, включающий нанесение на поверкность изделия насьщающего слоя обмазки, нанесение защитного слоя обмазки, сушку обмазки и диффузионное насы- 45 щение при 700-1000 С, отличающийся тем, что, с целью устранения припекания обмазки к изделию, перед нанесением насыщающего слоя обмазки на поверхность изделия наносят слой органического полимера. Составитель И. Петров Техред М.Дидык -. Корректор М. Демчик

Заказ 5162Тираж 992 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

Л:тамчт-510

Пара-толуол- сульфохлорид 1 Аэросил0,6

и бороалитнрующей смеси, состоящей, нас.ч.:

Карбид бора5

Порошок алюминия 2 Криолит1

в количестио 20 г смеси кя 20 г по- лимернш основы. Ил клсыщякяций слой наносили защитный слой толщиной 5 мм из андезитопой силикатной замяэк. Обмазку СУ1ЯИЛИ в точение ч при 70 С, после чего образец подверг-али термообработке на воздухе при 900 С в течение 5ч.

После окончания процесса образец извлекали из печи и охлаждали в воде. Обмазка удалялась легко. Поверхность образца ровная, без сколов.

После- окончания процесса насыщения образец закаливали в воде. 05- мазка удалялась легко. Поверхность образца без сколов.

Металлографический анализ показал наличие отдельных игл боридов размером 15-30 мкм. Сплошного слоя нет.

Таким образом, как следует из примеров 1-7, покрытие полностью устраняет основной недостаток насыщающих обмазок - налипание на поверх- ность изделия.

Формула изобретения

Изобретение относится к способам комплексной химико-термической обработки и может быть использовано для бо- рирования, бороалитирования и боро- цементации стальных изделий, работающих в условиях абразивного износа и ударных нагрузок Целью изобретения является устранение припекания обмазки к поверхности изделий после проведения процесса насыщения. Для этого на изделие перед нанесением насыщенного слоя обмазки наносят слой органического полимера толщиной 30- 1000 мкм. СП СГ)