Состав для хромирования стальных изделий Советский патент 1989 года по МПК C23C10/54 

Изобретение относится к химико- термической обработке, а именно к составам для хромирования, и может быть использовано в машиностроительной, химической и других отраслях промьшшенности для повьшения эксплуатационной стойкости деталей машин и инструмента .,

Цель изобретения - повышение на- сьщающей способности состава и увеличение жаростойкости изделий.

Состав для хромирования содержит окись хрома, алюминий, окись алюминия, окись лантана, а в качестве активатора - металлический йод, при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Окись хрома 25-30

Алюминий 10-12

Окись лантана 2-7

Металлический йод 1-3 Окись алюминия Остальное Введение окиси лантана в смесь приводит к легированию хромового покрытия и повьшению его жаростойкости. Нижнее значение (2 мас.%) определяет границу влияния элемента как легирующей добавки повышающей жаростойкость. Превьш1ение верхней грани11;ы (7 мас.%) надет к резкому ухудшению эксплуатационных свойств покрытия, его растрескиванию и осыпанию.

Применение в качестве активатора металлического йода способствует более активному удалению с поверхности металла окисных пленок и более интенсивной доставке активных а эмов хрома к поверхности обрабатываемого изделия эа счет газотранспортной реакции переноса. Нижнее предельное значение

сд |

ЩКЬ

о

(1 мас.%) весового количества металлического иола обеспечивает минимально необходимую концентрацию элементов газовой фазы, от которой зависит ско- рость образования покрытий. Превышение верхнего предела (3 мас.%) приводит к тому, что в состав покрытия входит элемент носителя, отрицательно влияющий на его жаростойкость. ,

Нижний предел содержания окиси хрома (23 иас.%) определяется минимальным количеством активных атомов хрома, необходимых для поддержания высокой насыщающей способности соста- на. Верхний предел содержания окиси хрома (30 мас.%) ограничен резким повышением температуры в результате прохождения реакции алюмотермическо- .го восстановления, приводящим к спе- канию смеси и резкому уменьшению .насыщающей способности. Количественное содержание алюминия (10-12 мас.%) связано с массовым содержанием окиси хрома и определяется полнотой глубины превращения алюмотермической реакции восстановления окиси хрома, являющейся поставщиком основного компонента (Покрытия.

В качестве инертной добавки используют окись алюминия, добавляемую (В исходную смесь до 100%. Целью введения инертной добавки является предотвращение спекания шихты и ее налипание на поверхность изделия.

Перед использованием все компоненты порошковой насыщающей среды просушивают при 80-100°С и измельчают. Реакционная смесь перед использованием перемешивается в барабанных смесителях. Обь1чно для этой цели используются барабаны емкостью 15-20 л. Смешивание проводится при скорости вращения барабана около 60 об/мин в течение 30 мин. Одновременно со смешиванием происходит измельчение некоторых KOtinoHeHTOB. Для просеивания компонентов смеси и готовых смесей используют вибрационное сито с электроприводом и набором сеток с размером ячеек от 2-3 мм до 0,2-0,3 м. Первоначально в смесительный барабан засыпается окись алюминия, затем окись хрома, алюминий, окись лантана, металлический йод. Такая последовательность необходима с целью исключения самопроизвольного возгорания смеси.

д

5 0 5

0

5

П р им е р. Процесс хромирования проводят в контейнерах из нержавеющей стали. Упаковка контейнера проводится в следующем порядке. На дно его помещают слой смеси толщиной 20-30 мм. Затем укладывают слой деталей так, чтобы расстояние до стенок тигля было не менее 15-20 мм, а расстояние между деталями было равно их толщине. Детали засыпают смесью. Расстояние между слоями деталей должно быть не менее 20 м, а от верхнего края до кромки тигля не менее 40 мм. Сверху в контейнер устанавливается жаростойкая трубка, через которую в смесь производится подача аргона. Подготовленные к насьщению контейнеры загружают в печь, разогретую до температуры процесса 950-1ЮО С. Диффузионный слой формируется в момент прохождения реакции восстановления и после ее завершения во время выдержки в течение одного часа при температуре процесса. После окончания процесса тигель вынимают из печи и охлаждают на воздухе. Смесь вместе с обработанными деталями высьтают на поддон. Отделение смеси от поверхности деталей не представляет затруднений. Размер тиглей выбирается исходя из размеров обрабатываемых деталей и рабочего пространства печи. Скорость подачи аргона составляет 0,2-0,3 л/мин.

Измерение толщины хромированного слоя производится на образцах-свидетелях, помещаемых совместно с обра- батываемыми деталями, на приборе

пит-з,

Оценку Жаростойкости проводят согласно ГОСТу гравиметрическим методом по приросту массы, отнесенной к единице исходной площади поверхности образца К 10.

Условия испытаний: в течение 30 ч.

Сравнительные данные по обработке приведены в таблице (известный состав при хромировании из стали У8 при в течение 1ч).

Из таблицы видно, что за время в 4 раза меньшее, чем для известного, получают слой толщиной в 3-5 раз больше. Жаростойкость получаемых покрытий превосходит известные в 6-9 раз, что свидетельствует о достижении поставленной цели изобретения.

Формула изобретения

Состав для хромирования стальных изделий, содержащий окись хрома, алюминий и активатор, о т л и ч ,а ю - щ и и с я тем, что, с целью повышения насыщающей способности состава, увеличения жаростойкости ияделий, он дополнительно содержит окись лантана, а

в качестве активатора -металлический под при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Окись хрома25-30

Алюминий10-12

Окись лантана2-7

Металлический йод1-3

Окись алюминияОстальное

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано в машиностроительной и химической отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение насыщающей способности и увеличение жаростойкости хромовых покрытий. Для этого в состав для хромирования наряду с окисью хрома, алюминием, окисью алюминия, дополнительно вводится окись лантана, а в качестве активизатора используют металлический йод при следующем соотношении компонентов, мас.% : окись хрома 23-30

алюминий 10-12

окись лантана 2-7

металлический йод 1-3

окись алюминия остальное. Такая обработка позволяет получить диффузионный слой толщиной до 77 мкм. 1 табл.

Состав

Содержание компонентовj мас.%

Сг

ОзГл PAlFj I Ч 1 baiO-jTAljOj

й

й

57

23 26 28 30

20 25 35

12

10 11 12 12

8

11

14

Редактор Л.Зайцева

Составитель Л.Бурлинова

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Гирняк

Заказ 6727/31

Тираж 942

ВНШШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКМТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Толщина покрытия.

Прирост массы, I г/м :

2 5 6 7

1,5 2,3 8

27

64 56

51,5 48

70 61 39

15

45 55 68 77

12 10

14

58,8

10,12 8.69 7,94 , 6,62

67,32 84,44 59,11

Подписное