Состав для титанохромирования стальных изделий Советский патент 1989 года по МПК C23C10/52 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий титаном и хромом, и может быть использовано для увеличения срока службы изделий, работающих в окислительных средах при повышенной температуре.

Цель изобретения - увеличение насьщающей способности состава, повышение износостойкости и жаростойкости обработанных изделий.

Состав для титанохромирования стальных изделий содержит порошок титана, окись алюминия, алюминий, никель гексамминохлорид, порошок хрома, хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Порошок титана Порошок хрома Алюминий

Никель гексамминохлорид

Хлористый аммоний Окись алюминия

10-15

30-35

8-12

10-15 3-5 Остальное

Процесс титаидхромировання осуще- cTUJiiiioT при 900-1 100 С в течение 2- . 12 ч. В результате обработки на по- BepxiiJCTi изделий образуется легиро- азотом диффузионный слой, состо 1ций из соединений титана, хром алюминия и никеля, имеющий высокую жаростойкость и износостойкость.

Порошки титана, хроМа и алюминий вводят в состав с целью нолучения атомарных титана, хрома и алюминия, которые диффундируют в поверхностные слои изделий.

При 1).1з:1ожении никеля гексаммино- хлорида Ni(NIL)Cl образуются ато - марный азот и никель, которые также диффундируют в поверхностные слои издеши. Ki)OMe того, образуется хлор

- - ма

15252334

Как видно из табл. 2, насыщающая способность предлагаемого состава в 1,30-1,50 раз выше, чем известного. Жаростойкость и износостойкость образцов, обработанных в предлагаемом

составе, соответственно в 2,6-3,9 и 2,1-2,6 раза выше, чем эти же свойства образцов, обработанных в известном составе.

Оптимальным является состав для титанохромирования, содержащий компоненты в заявленных пределах. При содержании активных компонентов менее нижних предельных значений насыщающая способность состава, жаростойкость и износостойкость образцов увеличиваются незначительно по сравнению с этими же свойствами образцов, обра

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий титаном и хромом, и может быть использовано для увеличения срока службы изделий, работающих в окислительных средах при повышенной температуре. Цель изобретения - увеличение насыщающей способности изделий, жаростойкости и износостойкости изделий. Это достигается тем, что состав для титанохромирования стальных изделий, содержащий порошок титана, хромсодержащее вещество, активатор и окись алюминия, дополнительно содержит алюминий и никель гексамминохлорид, в качестве хромосодержащего вещества содержит порошок хрома, а в качестве активатора - хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок титана 10-15, порошок хрома 30-35, алюминий 8-12, никель гексамминохлорид 10-15, алюминий 8-12, хлористый аммоний 3-5, окись алюминия остальное. После обработки изделий в указанном составе, например образцов из стали марки 312, насыщающая способность состава выше в 1,3-1,5 раза, а жаростойкость и износостойкость изделий выше соответственно в 2,6-3,9 и 2,1-2,6 раза по сравнению с этими же свойствами после обработки изделий в известном составе. 2 табл.

которыГ; участвует в массопереносе ти- п ботанньгх в известном составе. А при

содержании активных компонентов боле верхних предельных значений насыщаю

тана, хрома и алюминия, и тем самым ускоряется процесс насьш;ения изделий ди(1к1)у11дир пощими элементами.

Хлористый аммоний яfJляeтcя активатором, а окись aJiioMUTUDi вводят с целью предотвращени-ч спекания частиц состава и их приваривания к поверхности из/дслиГг.

Процесс титанохромироваиия осуществляют слсд поиа1м образом.

Изделия, предназначенные для химико-термической обработ1си, обезжиривают в (80-90°С) 5%-ном щелочном 1,;; ЛБОре и сушат при 100- . i,,:-мтип изделия укладывают в конгсГшср;. с г:лавкими затворами, по- сло1и о марсс 1Г1.: .от смссыо, указанного выше состава, заг ружаит и электропечь нагревают до 900-1100 С и выдерживают при ЭТО) температуре 2-12 ч. Вместе с изделиями химико-термической обработке подвер1Ч1ют образцы, изготовленные из той Лчс стал, что и изделия, по которым определяют толщину диг1х}) ного слоя и его свойства.

Пример 1 . Образць , изготовленные из стали марки Э12, подвергают титанохромированию в составах, представленных в табло 1. Температура процесса 1100°С, продолжительность выдержки 4 ч. После обработки образцы гйздвергают испытаниям на износ на ма- ишне трения марки МИ, определяют толщину ди11)фузионного слоя, его твердость и испытывают на жаростойкость при 700°С в течение 100 ч. Жаростойкость оценивают по привесу об азцов.

Прлученные результаты представлены D табл. 2.

0

5

0

5

0

содержании активных компонентов более верхних предельных значений насыщаю щая способность состава, жаростойкость и износостойкость образцов не увеличиваются по сравнению с образцами, обработанными в оптимальном составе и при этом происходит спекание частиц состава и их приваривание к новерхности.

П р и м е р 2. Образцы, изготов- из сталей марок Ст. 3, 20Л, 45, 65Г, У10, подвергают титанохро;Мировани1о в известном составе (табл.1) и в предлагаемом составе (пример. 2, табл. 1) . Температура процесса 90СР С, а

продолжительность выдержки 4 ч. После I

обработки образцы подвергают испытаниям на износ, определяют толщину днф(})узионного слоя, его свойства и испытывают на жаростойкость описанным выше способом.

Результя- -ы испытания представлены в табл. 3.

Как видно из тайл. 3, предлагаемый состав для титанохромирования является высокоэффективным составом увеличении жаростойкости и износостойкости изделий, имеющий высокую насьпцающую способность.

Формула изо.бретения

Состав для титанохромирования стальных изделий, содержащий порошок титана, хромсодержащее вещество, активатор и окись алюминия, о т л и - ч а ю щ и и с я тем, что, с целью тзеличения насьпцающей способности состава, повышения износостойкости

51525233

и жаростойкости обработанных изделий, он дополнительно содержит алюминий и никель гексамминохлорид, в качестве хромсодержащего вещества - порошок хрома, в качестве активатора - аммоний хлористый при следующем соотно-, . . шении компонентов, мас.Х;

Компоненты

Порошок ттанаПорошок хрома Алюминий Никель гексамминохлоридАммоний хлорис тый Окись алюминияОкись хрома Криолит Парафин

Известная

120

148

165

Порошок титана Порошок хрома Алюминий

Никель гексамминохлорид

Хлористый аммоний Окись алюминия

Таблица Содержание в смеси, мае,

10 12 15 16 12

30 32 35 37 - 8 10 12 13 12 1516456

30 183232

--50

- --4

- --2

Таблица2

7100

2,78

2,64

11350 1,32

1,34

11400 1,04

1,15

15252338

- Продолжение табл. 2

Известная смесь

Таблица 3