Состав для химико - термической обработки инструмента Советский патент 1992 года по МПК C23C8/34 

Изобретение относится к металлургии, а именно к нитрооксидированию инструментальных высоколегированных сталей и титановых сплавов, в частности к составам для формирования газовых сред при низкотемпературных и среднетемпературных процессах, проводимых в шахтных муфельных и вакуумных печах, и может найти применение в машиностроении, инструментальной промышленности и приборостроении.

Цель изобретения - расширение температурного интервала применения, износостойкости и коррозионной стойкости инструмента.

Состав для химико-термической обработки инструмента, преимущественно из высоколегированных сталей и титановых сплавов, содержащий нашатырный спирт и триэтаноламин, дополнительно содержит насыщенный раствор аммония азотнокислого при следующем соотношении компонентов, вобъемн. %:

Нашатырный спирт0,2-0,8

Насыщенный раствор

азотнокислого аммония 28-35 ТриэтаноламинОстальное

Для снижения вязкости и повышения азотного потенциала в триэтаноламин вводится насыщенный раствор азотнокислого аммония МЩМОз, имеющий высокую растворимость в воде до 165 г/л, который повышает активность атмосферы от 350 до 860°С, но не вызывает поверхностного окисления обрабатываемого инструмента.

Азотнокислый аммоний вместе с гидроокисью аммония позволяет повысить азотный потенциал до 0,56-0,65%, что повышает износостойкость и коррозионную стойкость нитрооксидированныхи нитроце- ментованных сталей и титановых сплавов.

Практически обеспечивается проведение процессов нитрооксидирования при 350-520°С инструмента из сталей Х12М, Х12Ф1, 7X3 без снижения твердости основы, улучшается нитрооксидирование в интервале температур 520-680°С режущего и формообразующего инструмента из сталей Р6М5, Р6М5К5 и твердых сплавов ВК-6, ВК- 7, Т15К6, Т5К10. Существенно стабилизируVI

СП

ю ю

ел

ются свойства диффузионных слоев формообразующего инструмента из сталей ЗОХЗМ2Ф, 4Х5МФС нитроцементованного при отпуске и в процессе нагрева для закалки.

Для приготовления состава использовали технический азотнокислый аммоний и нашатырный спирт, последовательно вводят при перемешивании в технический три- этаноламин вначале насыщенный водный раствор аммония азотнокислого, а затем насыщенный водный раствор гидроокиси аммония.

П р и м е р 1. Режущие пластины для оснащения расточных резцов из стали 10Р6М5-П Ленинградского инструментального завода нитрооксидировали в вакуумной печи СШОЛ-ВНЦ при 550°С в течение 60 мин в атмосфере пиролиза состава, содержавшего 0,2 об. % нашатырного спирта, 35 об. % насыщенного водного раствора азотнокислого аммония и 64,8 об. % триэтанола- мина, расход состава был 45-50 кап./мин. Охлаждением пластин после прекращения подачи и развакуумирования реторты проводили в вакуумном масле ВМ-5,

Испытания показали, что на поверхности пластин не наблюдалось окисления, сажистых налетов, коррозионная стойкость при хранении во влажной атмосфере повысилась на 2 балла, износостойкость при чистовом точении деталей из стали 38ХА возросла в 1,7 раза, класс чистоты резания повысился на 1-2 класса.

При уменьшении количества добавок повышалась вязкость, снижалась жидкотеку- честь состава, а при повышении доли раствора аммония азотнокислого и нашатырного спирта в составе наблюдалось окисление поверхности с образованием окалины.

П р и м е р 2. Фильтры для протяжки проволоки изготовляли из титанового сплава ВТ-14 и нитрооксидировали в реторте печи СНОЛ-В-1.1,6.2,5/11И2 в атмосфере пиролиза состава, содержащего 0,8 об. % нашатырного спирта, 28 об. % насыщенного раствора азотнокислого аммония и 71,2

об. % триэтаноламина. Температура обработки была 880°С, время выдержки 4 ч , расход состава 35-40 кап/мин, охлаждение в воде.

После старения фильеры имели диффузионный альфированный слой микротвер- достыо 1290-1140 единиц, прочность основного металла была 1180-1210 МПа. Износостойкость фильер повысилась в 2,2

раза в сравнении с прототипом, исключено выкрашивание слоя при эксплуатации.

Таким образом, предложенный состав универсален и экономичен для применения в термических цехах и участках машиностроительных предприятий, практически исключено экологическое загрязнение атмосферы.

В таблице приведены сравнительные характеристики некоторых видов инструмента при химико-термической обработке в известном и предложенном составах.

Использование предлагаемого состава позволяет снизить затраты на приготовление и вспомогательные материалы, расширяет технические возможности проведения процессов на нестандартном малоэнергоемком оборудовании, улучшает качество обработки инструмента из инструментальных сталей и твердых сплавов, из титановых

сплавов.

Формула изобретения Состав для химико-гермической обработки инструмента преимущественно из высоколегированных инструментальных сталей и титановых сплавов, содержащий нашатырный спирт и гриэтаноламин, отличающийся тем, что, с целью расширения температурного интервала применения состава, повышения износостойкости корро- зионной стойкости инструмента, он дополнительно содержит насыщенный раствор азотнокислого аммония при следующем соотношении компонентов, об. %:

нашатырный спирт - 0,2-0,8; насыщенный раствор азотнокислого аммония - 28-35; тризтаноламин - остальное.

Сравнительные характеристики инструмента при химико-термической обработке а предложенном и известном составах

Применение: в машиностроении, авиации, приборостроении и других отраслях промышленности. Состав содержит. об.%: нашатырный спирт 0,2-0,8; насыщенный раствор азотнокислого аммония 28-35; три- этаноламин остальное. Состав позволяет расширить температурный интервал его применения, повысить износостойкость и коррозионную стойкость обработанного в нем инструмента. 1 табл

В-известном способе 15% молибденокислого аммония и 25% кубового остатка перегонки эта