Состав для комплексного насыщения чугунных изделий Советский патент 1989 года по МПК C23C12/02 

(21.) (22) (6)

1

4227930/31-02

13..87

15.07.89. Нюл. 26

(71)Калининский политехнический институт

(72)Л. Т. Гордеева, Н. В. Ткачева и И. А. Иванов

(53) Ь21.785-51.06(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР te 114964, кл. С 23 С 12/02.

I

(54-) СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО IIAOTPIE- НИЯ ЧУГУННЫХ ИЗДЕЛИИ

(57)Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к комплексным процессам диффузионного насыщения для повьшшния жаростойкости и долговечности чугунных изделий, работающих в условиях переменных температур и абразивного износа, и может быть использовано в машиностроении. Цель изобретения - повьшшние жаростойкости чугунных изделий. Состав содержит следующие компоненты, мас.%: карбид бора 20-30; порошок хрома 15- 20; порошок алюминия 5-10; хлористый аммоний 0,5-1; фтористый натрий 2-3 и окись алюминия остальное. Состав благодаря комплексному поверхностному легированию чугунных изделий бором, хромом и алюминием позволяет повысить их жаростойкость в 1,5 - 2,0 раза. 2 табл.

г

(/)

Изобретение относится к металлургии ,в частности, к химико-термической обработке, а именно к комплексным процессам диффузионного насыщения для повышения жаростойкости и долговечности чугунных изделий, работающих в условиях переменных температур и абразивного износа, и может быть использовано в машиностроении. Цель изобретения - повышение жаростойкости чугунных изделий. Состав содержит следующие компоненты, мас.%: карбид бора 20-30

порошок хрома 15-20

порошок алюминия 5-10

хлористый аммоний 0,5-1

фтористый натрий 2-3 и окись алюминия остальное. Состав благодаря комплексному поверхностному легированию чугунных изделий бором, хромом и алюминием позволяет повысить их жаростойкость в 1,5-2,0 раза. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к комплексным процессам диффузионного насыщения чугунных изделий для повьшения жаростойкости и долговечности, работающих в условиях переменных температур и абразивного износа, и мокет быть использовано в машиностроении.

Цель изобретения - повышение жаростойкости чугунных изделий.

Состав для комплексного насыщения чугунных изделий содержит 15-20 мас.% порошка хрома, 5-10 мас.% порошка алюминия, 20-30 мас.% карбида бора, 0,5-1 мас.% хлористого аммония, 2 - 3 мас.% фтористого натрия и остальное окись алюминия.

Функциональное назначение.

Карбид бора, порошки хрома и алюминия - активные компоненты, поставщики атомов бора, хрома и алюминия в поверхность чугунных изделий.

Хлористый аммоний и фтористыу натрий - активаторы процесса насьпцения.

Окись алюминия - инертная добавка, предотвращает спекание насыщающей смеси.

Введение в состав поверхностного упрочнения чугуна дополнительно карбида бора и фтористого натрия обеспечивает хорошую стойкость деталей при

1000°С.

Состав обеспечивает диффузионное насыщение поверхности чугунных изделий одновременно бором, хромом и алюминием.

4 СО СО О5 00 vl

I pji диф)узионном комплексном насыщении поверхности деталей, первым начинает свое проникновение алюминий. Алюминий способствует повышению активной способности хрома. Хром, двигаясь вслед за атпоминием, отсасывает на себя углерод, растворяет -графит и связывает его в карбиды.

Фтористый натрий при температуре процесса разлагается с образованием BFj, Наличие в зоне реакции трехфто- ристого бора оказывает интенсифицирующее влияние на восстановление присутствующего в техническом карбиде бора - борного ангидрида до низшего окисла ), из которого и поступает активный бор к поверхности детали,

На поверхности создается сложное по составу покрытие ,- которое обладает способностью залечивать микротрещины термического происхождения,

Пример, Технология приготовления данного состава заключается в следующем: компоненты, предварительно просушенные (для удаления влаги), смешивают в определенных массовых процентах. После этого образцы упако вывают в контейнер и засыпают насыщающей смесью. Готовый контейнер ставят в печь и нагревают при Т 900 С в течение 4 ч,

Составы насыщающих смесей приведены в табл. 1, характеристики разработанных составов и прототипа в табл, 2,

Из тябл, 1 и 2 следует, что наилучшие результаты по жаростойкости при имеют составы II-IV,

Введение в состав карбид бора менее 20% и более 30%, порошок хрома менее и более 20%, алюминия менее 5% к более 10%, хлористого аммония менее 0,5% и более 1,0%, фториКарбид бора Хром, пор Алюминий, по р Хлористый аммоний

стого натрия менее 2% и более 3% дают более значительное увеличение массы, что соответствует большему окислению (ia, 30,2 мг/см,, & а 28 мг/см при температуре испытаний по сравнению с оптимальными составами (вар, II-IV),

Термостойкость чугунного упрочненного образца до скола диффузионного покрытия составила 70 циклов, известного - АО циклов.

Комплексное поверхностное легирование бором, хромом, алюминием создает сложное по составу покрытие Aljt -j i i которое обладает способностью залечивать микротрещины термического происхождения и предохраняет чугун от коррозии до

температуры 1000 С, так как эти слои рассасываются при длительном воздействии высоких температур с меньшей интенсивностью.

Таким образом, состав обеспечивает повышение жаростойкости чугунных изделий по сравнению с известным в 1 ,5-2 раза.

Формула изобретения

30

Состав для комплексного насыщения чугунных изделий, содержащий порошок хрома, алюминийсодержащее вещество и окисЬ алюминия, хлористый аммоний, 35 отличающийся тем, что, с целью повышения жаростойкости, он дополнительно содержит карбид бора, фтористый натрий, а в качестве алю- минийсодержащего вещества порошок 40 алюминия при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Карбид бора20-30

Порошок хрома 15-20 Порошок алюминия 5-10 45 Хлористый аммоний 0,5-1,0 Фтористый натрий 2-3 Окись алюминия Остальное Таблица 1

Свойства известного и предлагаемых составов

изОтносительноеменение массы (увеличение веса) образца, мг/см , (жаростойкость по ГОСТ 6170-73) Жаростойкость в условиях термоци- клирования (количество циклов, №)

Примечание: Температура испытаний по ГОСТ 6170-73 1000 С, продолжительность 24 ч, плопадь поверхности образца 2,8 см.

Испытания на жаростойкость в условиях термоциклнрования проводили в электропечи при 1000 С с выдержкой 10 мин с последующим охлаждением в воду. За критерий термостойкости принято число циклов (N) до появления скола, трещин, видимых невооруженным глазом.

Таблица 2

30,217

19

21

28

70

70

70