Состав для защиты от окисления и науглероживания сталей Советский патент 1991 года по МПК C23C8/04 

Изобретение относится к металлургии, к химико-термической обработке, в частности к составам для защиты поверхности стальных изделий от окисления и науглероживания, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности при изготовлении оснастки.

Цель изобретения - повышение надежности защиты от окисления и науглероживания за счет улучшения адгезии защитного состава к поверхности.

Состав для защиты поверхности стальных изделий от окисления и науглероживания, содержащий графит, размолотый мел и силикатный клей, дополнительно содержит перлит природный, а в качестве силикатного клея - клей конторский жидкий при следующем содержании компонентов, мас.%:

Графит чашуйчатый3-8

Мел размолотый1-2

Перлит природный6-10

Клей силикатный

конторскийОстальное

Во избежание протекания окислительных процессов и науглероживания в состав для защиты вводится перлит природный вулканического происхождения, который содержит от 65 до 75% двуокиси кремния, а также до 6% кристаллизационной воды, при суммарном содержании окислов магния, кальция, железа и других щелочных металлов до 19-23%. Перлит, содержащий не более 0,4-111 % окислов железа и обладающий способностью к пемзообразованию, вспениванию выше температур 900°С, в присутствии графита создает у поверхности детали атмосферу с углеродным потенциалом 0,7- 1,4%, что исключает образование обезуглеOs

с

-N 00

XI о

роженного слоя и окисление на высокоуглеродистых, высокохромистых сталях. Перлит природный позволяет с остальными компонентами состава создавать дисперсную шликерную массу и формировать эластич- ную, не склонную к образованию усадочных трещин, защитную пленку. Перлит природный вулканический применяется в основном для изготовления ультралегковесной теплоизоляциии по гост 18109-80. При этом перлиты Среднеазиатского и Камчатского месторождений идентичны по составу.

В составе также используется графит чешуйчатый, литейный по ГОСТ 8295-74 и клей конторский силикатный по ТУ 6-15- 433-74 и по ТУ 6-15-856-79.

Все компоненты перед применением подвергают рассеву на ситах с фракциями пылевидными.

П р и м е р 1. Матрицы формообразу- ющие для выдавливания мембран из вы- | сокохромистой инструментальной стали карбидного класса 95X18 нагревают для закалки до температуры 980-990°С в малоэнергоемкой печи СНОЛ2.1.4/10И1 с за- щитой от обезуглероживания и окисления составом, содержащим, мас.%: чешуйчатый графит 3,5, размолотый мел 1,5, перлит природный 8,5, клей конторский силикатный 86,5, Подогрев деталей после высыхания за- щитного слоя ведут при 780°С в течение 15 мин, нагрев и выдержку при температуре закалки 35-40 мин, охлаждение в масле, отпуск при температуре 180°С, 4 ч.

Испытания показывают, что поверхность матриц без следов окисления, обезуглероживания имеет ровный темно-серый цвет, стабильную микротвердость Но,98 756-785 и повышенную износостойкость при выдавливании мембран клапанов из ленты стали 12Х18Н10Т. Износостойкость матриц в сравнении с закаленными с защитой известным составом повышается в 1,4 раза за счет исключения неравномерной твердости и обезуглероживания тонких формирующих кромок.

Защитный состав практически полностью удаляется с поверхности и рабочих кромок матрицы без дополнительной меха- нической зачистки, Затраты, связанные с приготовлением защитной пасты, подготовкой деталей к высокотемпературному нагреву, сокращаются на 35%.

При увеличении количества перлита выше верхнего заявленного предела ухудшается технологичность состава за счет повышения вяжущих свойств и быстрого затвердевания. Снижение количества графита и перлита ниже нижнего предела приводит к развитию

усадочных рыхлот и трещин, требуется доработка деталей перед загрузкой в печь.

П р и м е р 2. Внутреннюю поверхность цилиндрических пальцев из стали 20Х защищают от нитроцементации в шахтной печи Ц-60 с применением предлагаемого состава. Поверхность защищают составом, содержащим, мас.%: чешуйчатый графит 5„ мел размолотый 1, перлит природный 10. После нанесения защитного состава методом заполнения отверстия пальцев шпателем и сушки в течение 30 мин детали нитроцемен- тируют при 860°С в продуктах пиролиза три- этаноламина с добавкой 45% кубового остатка регенерации этилового спирта в течение 4,5 ч. Закалку проводят от температур нитроцементации с охлаждением в масле при 20-70°С. Отпуск ведут при 180°С в течение 4,5 ч.

При испытании пальцев в холодильных компрессорах судовых рефрижераторных установок обеспечена работа в течение 2450 ч без наволакивания и надиров на рабочей поверхности. При этом исключена цементация в зонах, подлежащих механической обработке после закалки. В процессе закалки защитный состав удаляется от поверхности стали, при этом не наблюдается образования отслаивающейся окалины. Стоимость состава снижается на 25%.

Таким образом, предлагаемый состав эффективен при проведении термических операций в ремонтных цехах предприятий и при мелкосерийном применении в машиностроительном производстве.

В таблице приведены сравнительные характеристики деталей при обработке с использованием известного и предлагаемого составов.

Выбранный тип и количество наполнителя - перлита природного - обеспечивает универсальность состава как при защите от окисления, так и при защите от науглероживания.

Предлагаемый состав имеет следующие технико-экономические преимущества:

-снижение стоимости состава для защиты от окисления и обезуглероживания;

-повышение надежности защиты от окисления и науглероживания за счет улучшения адгезии защитного слоя к поверхности;

-высокую технологичность и универсальность.

Формула изобретения

Состав для защиты от окисления и науглероживания сталей, содержащий графит, размолотый мел, силикатный клей, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения надежности защиты от окисления и науглероживания за счет улучшения адгезии защитного состава к поверхности, он в качестве силикатного клея содержит клей конторский жидкий и дополнительно содержит

перлит природный при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Графит чешуйчатый3-8

Мел размолотый1-2

Перлит природный6-10

Клей конторский жидкий Остальное

Изобретение относится к химико-термической обработке, в частности к составам для поверхности стальных изделий от окисления и науглероживания, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение надежности защиты от окисления и науглероживания за счет улучшения адгезии защитного состава к поверхности. Состав для защиты от окисления и науглероживания содержит, мас.%: графит чешуйчатый 3 - 8, мел размолотый 1 - 2, перлит природный 6 - 10, клей конторский жидкий - остальное. Использование в качестве силикатного калия конторского жидкого клея и дополнительное введение в состав перлита природного позволяет заявителю повысить надежность защиты от окисления и науглероживания за счет улучшения адгезии защитного состава к поверхности. 1 табл.

сушка деталей во всех примерах при 50-70°С, 180 мин

Продолжение таблицы