Состав для диффузионного хромирования стальных изделий Советский патент 1991 года по МПК C23C10/40 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке , а именно к процессу диффузионного хромирования, и может быть использовано для повышения жаростойкости деталей из среднеугле- родистых сталей, работающих в условиях циклической смены температур.

Целью изобретения является увеличение жаростойкости изделия в условиях термоциклирования и снижение температуры насыщения,,

Состав для диффузионного хромирования , содержащий хром, хлористый аммоний и окись алюминия, дополнительно содержит фторид лантана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Окись алюминия Хлористый аммоний Фторид лантана Порошок хрома

43 - 47

1 - 3

1 - 5 Остальное

Функциональное назначение компонентов состава.

Порошок хрома марки ПХС является поставщиком атомов хрома„ Окись алюминия А1гО3 - инертный разбавитель, предотвращающий спекание насыщающей смеси. Хлористый аммоний NH4C1 - активатор 0 Фтористый лантан LaF, повышает жаростойкость покрытия и активизирует процесс насыщения. Фтористый лантан при температуре хромирования разлагается по следующей реакции:

о ел

о

s|

1

2LaF.

2La + 3F,

Образующийся при этом лантан, диффундируя в поверхностный слой азотированной среднеуглеродистой стали, не образует новых фаз, а лишь-легирует с поверхностную фазу нитрида хрома, способствуя повышению жаростойкости покрытия в условиях термоциклированияо Выделяемый при разложении фторида лантана фтор активизирует процессю

насыщения.

Пример Диффузионное хромирование образцов стали ЗОХН2МФА, предварительно азотированных в среде час- тично-диссоциированного аммиака при 15 510 - 570°С в течение 10- 50ч, про-- водят в контейнерах с плавким затвором при 900 - 950°С в течение 4 - 6 ч. Составы насыщающих смесей приведены в табл. 1 „20

Исследование микроструктуры поверхностного слоя проводят на оптическом микроскопе ММЦ-3, исследование фазового состава выполняют рентгеновским методом в камере РКД в излучении25

СгК# А или СиК (X д по методу шлифа.

Испытания на жаростойкость включают нагрев образцов с азотохромиро- ванным покрытием в пламене газовой горелки, выдержку 900 °С в течение30

5 с и охлаждение в проточной воде. Жаростойкость оценивают по количест- ву циклов нагрев - охлаждение до появления трещин, видимых невооружен- ным глазом

Характеристики покрытий, образующихся при диффузионном хромировании, представлены в табл,2„

При хромировании на поверхности изделия формируется белая нетравящаяся в обычном травителе зона, содер- жащая нитрид хрома, легированный лантаном Микротвердость наружной зоны составляет HV а 22000-25000 МПа., Жаростойкость в условиях термоцикли- рования увеличивается в 1,5 - 1,9 раза. Состав сохраняет насыщающую способность при снижении температуры насыщения .

Формула изобретения

Состав для диффузионного хромирования стальных изделий преимущественно из предварительно азотированных среднеуглеродистых сталей, содержащий порошок хрома, хлористый аммоний и окись алюминия, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения жаростойкости изделий в условиях термоциклирования и снижения температуры насыщения, он дополнительно содержит фторид лантана при следующем соотношении компонентов, мае,%:

Окись алюминия43-47

Хлористый аммоний1 - 3

Фторид лантана1 - 5

Порошок хромаОстальное

Таблица 1

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного хромирования. Целью изобретения является повышение жаростойкости в условиях термоциклирования и снижение температуры насыщения. Состав для диффузионного хромирования содержит окись алюминия 43 - 47 , хлористый амоний 1-3; фторид лантана 1-5; хром - остальное. Состав обеспечивает при проведении процесса диффузионного хромирования предварительно азотированной средне- углеродистой стали формирование слоя, содержащего в поверхностном слое нитрид хрома, легированный титаном, что приводит к увеличению жаростойкости в условиях термоциклирования в 1,5 - 1,9 раза. Кроме того, введение фторида лантана в насыщаемую смесь позволяет снизить температуру процесса насыщения при сохранении насыщающей способности. 2 табл. (Л

55 50 45 57 40

43 46 47 42 48

1 2 3 0,5

4

Режим насыщения: температура 920°С, 5чГ ,