Карбюризатор для цементации стальных изделий Советский патент 1993 года по МПК C23C8/66 

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов, в частности к составам смесей, применяемых для цементации деталей оборудования на предприятияхмашиностроительнойиметаллургической промышленности.

Целью изобретения является улучшение качества цементации путем повышения эффективной толщины и однородности диффузионного слоя, увеличение износостойкости цементованных деталей, удешевление стоимости карбюризатора.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве углеродсодержащего вещества используют осадок очистных сооружений промстоков от производства бумаги, а в качестве активатора один из карбонатов металлов I или II группы при соотношении компонентов, мас.%: осадок очистных сооружений промстоков 90-92%, один из карбонатов металлов I и II группы 8-10%.

Основным компонентом предлагаемого карбюризатора является осадок очистных сооружений промстоков от производства бумаги, содержащий целлюлозное небеленое и беленое волокно (CeHioOsJn - 25-35%, канифольный клей (CigH29COOH) - 3-4%, крахмал (СбНю05)п - 1%. каолин ( 2SI02-2H20) - 60-70%. Образование насыщающего углерода происходит непосредственно во время процесса цементации, обеспечивая при этом высокую его активность.

Каолин, содержащийся в осадке способствует ослаблению водородных связей между волокнами целлюлозы, повышает капиллярность и обеспечивает равномерное распределение активатора - карбоната металла I или II группы в карбюризаторе.

Присутствие в осадке канифольного клея и крахмала обеспечивает влагоустой- чивость карбюризатора и способствует сохранению стабильности свойств при хранении.

На чертеже представлен график исследования общей глубины цементованных слоев.

Пример. Карбюризатор был опробован на изделиях из стали марки 20Х (ГОСТ 4543-71). Цементацию осуществляли в контейнерах, используемых для цементации в

е.

00

ы о

Jv 00 О

СА

древесноугольных карбюризаторах. Толщина диффузионного слоя определялась металлографическим методом. Металлографические исследования цементованного слоя проведены на 20 сечениях показали, что он одноро- ден по всей поверхности цементованных образцов, упрочненных в заявляемом карбюризаторе.

Результаты исследований толщин с1Эф. диффузионных йпощ деталей цементован- ных при 95QPC в заявляемом карбюризаторе в зависимости оту соотношения компонен- тоа насыщающей смеси приведены в таблице 1.

Наиболее оптимальными составами для насыщения в заявляемом карбюризаторе являются составы № 4, 5, 6.

Исследования общей и эффективной глубины цементованных слоев проводили на закаленных образцах по микрошлифам согласно ГОСТу 20495-75. В качестве предельной твердости для определения эффективной толщины диффузионного слоя выбрана твердость HRC350. Эффективная толщина диффузионного слоя включает сум- марную толщину распространения эвтекто- идной зоны и половину переходной (4). Как видно из графика на чертеже кривая 1 и табл. 1 эффективная толщина datjn диффузионного слоя при цементации в заявляемом составе превышает эффективную толщину диффузионного слоя , кривая 2 известного состава, полученную за одинаковое время насыщения.

Увеличение эффективной толщины диф- фузионногослоя приводит к повышению износостойкости цементованного слоя, полученного в предлагаемом составе по сравнению с известным.

В табл. 2 приведены результаты износа образцов в граммах, определяемого взвешиванием образцов до и после испытаний при трений поверхности образца о абразивную шкурку зернистостью 80 мкм, закрепленную на цилиндре, помещенном в

токарный станок при пути трения 400 м. Согласно данным табл, 2, износостойкость образцов, упрочненных в заявляемом составе превышает стойкость образцов при цементации в известном карбюризаторе за одинаковое время насыщения.

Предлагаемый карбюризатор является экологически чистым продуктом, не содержит и не выделяет вредных веществ при хранении, и диссоциации. Предлагаемый карбюризатор более дешев за счет использования в качестве углеродсодержащего компонента осадка очистных сооружений промстоков от производства бумаги и за счет отсутствия водородпоглощающего металла. Обеспечивает высокую скорость ць ментации и чистую поверхность насыщаемых деталей, высокую износостойкость по сравнению с известным.

Производство предлагаемого карбюризатора позволяет утилизировать осадок очи- стных сооружений промстоков от производства бумаги, подверженных гниению: способствует уменьшению загрязнения окружающей среды.

Карбюризатор может быть использован на любом машиностроительном или металлургическом заводе, имеющем термическое оборудование.

Формул а изо б ре тени я Карбюризатор для цементации стальных изделий, включающий углеродсодержа- щее вещество и один из карбонатов металлов I или II группы, отличающий- с я тем, что в качестве углеродсодержащего вещества он содержит осадок очистных сооружений промтосков от производства бумаги при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Осадок очистных сооружений . промстоков от производства

. | УЛаги90-92

Один из карбонатов

металлов I или II группы8-10,

Т а б л и ц а . 1

Использование: изобретение относится к химико-термической обработке, в частности к составам смесей, применяемых для цементации деталей оборудования машиностроительной и металлургической промышленности. Сущность изобретения: карбюризатор содержит, мае. %: осадок очистных сооружений промстоков от производства бумаги - 90-92, один из карбонатов металлов I или II группы - 8-10. 2 табл. 1 йл.

Таблица 2

70

Я

J7

40 30