Состав ванны для низкотемпературной химико-термической обработки стальных изделий Советский патент 1989 года по МПК C23C8/52 

Изобретение относится к химико- термической обработке стальных изделий и может быть использовано при об- .работке прецизионных деталей топливных насосов.

Цель изобретения - повышение эсплу- атационной и коррозионной стойкости обрабатываемых изделий,

Состав ванны содержит, мас.%:

Вода 40,0-42,0

Едкий натр 42,0-44,0 0,9-1,1

Сера

Сернистый

натрий

0,9-1,

Серноватисто-кислыйнатрий Бура Борная

кислота

Пример,

1,0-2,0 7,5-8,5

5,0-6,0

Сульфоборирование осуществляется следующим образом. Детали из стали ШХ 15 предварительно протравливаются в ванне с раствором следующего состава, г/л: едкий натр 100, углекислый натрий 30-50, силикат натрия 2-10, при 70°С в течение 5 мин. Затем детали погружаются в

сл

(N9

00

сл

25

ванну с-предлагаемым составом, где выдерживаются 45-50 мин при 130- 150 С. Дпя интенсификации процесса и уплотнения слоя наносимого покры- с тия во время сульфоборирования на раствор воздействуют ультразвуком.

Сравнительные исследования на микротвердость поверхностных слоев стальных образцов беа химических10

покрытий, обработанных в предлагаемой ванне, проводили на приборе ПТМ-3 (ГОСТ 7865-76). Микротвердость определяли при вдавливании четырехгранной алмазной пирамиды при наг- 15 рузке 1,962 Н (200 г) на поверхности образцов.

Результаты исследований образцов на микротвердость приведены в табл.1.

Ускоренные испытания на коррози- 20 онную стойкость стальных деталей проводили методом определения изменения массы образца и индекса неравномерности коррозии (ГОСТ 17322-77). Исследованию подвергали плунжеры топливного насоса распределительного типа, обработанные в известной и предлагаемой ваннах (см.табл.2).

Как видно из полученных данных, коррозионная стойкость стальных образцов, обработанных в предлагаемой ванне, в 3-5 раз выше коррозионной стойкости стальных образцов, обработанных в известной ванне.

Проводили износные испытания образцов на машине трения 77МТ-1. Материалом для образцов служила сталь ШХ 15 используемая дпя изготовления прецизионных деталей. Изнашивание осуществлялось при возвратно-поступательном движении контртела по схеме втулка - вкладьш при нагрузке t - 5 МПа и скоростях скольжения 0,4; 0,6; 0,8 м/с. Смазывающей жидкостью являлось дизтопливо марки ДП (ГОСТ 308-80) вязкостью 5 сСт, которое подавали в зону трения по 30-40 капель в 1 мин. Износ определяли весовым спо-- собом на аналитических весах марки ВЛА-200 г с погрешностью до ю г.

30

35

40

45

--. Параллельно с износными исследованиями проводили усталостные испытания образцов стали ШХ 15. Испытания проводили на гладких образцах с диаметром рабочей части 9 мм на машине типа НУ (3000 об/мин), нагружение которых осуществляли по схеме чистого изгиба при вращении. У сульфобориро- ванных образцов,обработанных в пред- лагаемой ванне, с различным содержанием ингредиентов напряжение поверхности не изменилось и усталостные трещины отсутствуют.

Результаты испытаний представлены в табл.3.

Использование предлагаемого состава низкотемпературной ванны для химического покрытия прецизионных пар топливных насосов дизельнь:х дйигате- лей позволяет в 2,0-5,0 раз уменьшить их усталостное изнашивание и повысить в 3-5 раз коррозионную стойкость .

Формула изобретения

0

Состав ванны дпя низкотемпературной химико-термической обработки 0 стальных изделий, преимущественно прецизионных деталей топливных насосов, содержащий воду, натр, серу, сернистый натрий и серноватисто-кислый натрий, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной и коррозионной стойкости обрабатываемых изделий, он дополнительно содержит буру и борную кис лоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

40,0-42,0

42,0-44,0 0,9-1,1

5

0

5

Вода

Едкий натр Сера Сернистый натрий Серноватисто-кислыйнатрий Бура Серная кислота

0,9-1,1

1,0-2,0 7,5-8,5,

5,0-6,0

Таблица I

Изобретение относится к химико-термической обработке стальных изделий и может быть использовано при обработке прецизионных деталей топливных насосов. Целью изобретения является повышение эксплуатационной и коррозионной стойкости обрабатываемых изделий. Для этого в состав ванны, содержащей воду, едкий натр, серу, сернистый натрий и серноватисто-кислый натрий, вместо хромового ангидрида вводят буру и борную кислоту при следующих соотношениях компонентов, мас.% : вода 40 - 42, едкий натр 42 - 44, сера 0,9-1,1

сернистый натрий 0,9 - 1,1

серноватисто-кислый натрий 1 - 2, бура 7,5 - 8,5

борная кислота 5 - 6. Предварительно стальные изделия протравливаются в ванне с раствором едкого натрия, углекислого натрия и силиката натрия, после чего погружаются в ванну с предлагаемым составом, где выдерживаются 45-50 мин при 130-150°С. В результате сульфоборирования образуются металлические гидриды бора, которые изменяют механические свойства поверхностного слоя стальных изделий. 3 табл.

Сталь, обработанная в предлагаемой ванне

Обработанные в прототипной ванне

Обработанные в предлагаемой ванне

Табли ца2

38,029 15,6810 14,2110 80,92 1,10

- 10 10

1010

10

210

10

180

10

180

10

180

Прополжение табл.2

10-15 1036

1190 1016

1387

1481 1480

1432

1574 1570

1432

1574 1570