Состав для вольфрамосилицирования стальных изделий Советский патент 1980 года по МПК C23C9/02 

Изобретение относится к химико-термической обработке и может быть применено в качестве насыщающей среды для диффузионного Больфрамосилицирования стальных изделий.

Известен состав расплава для воль- фрамосилнцирования, содержащий следующие компоненты, вес.%:Вольфрамат натрия85

Силикокальций15 1 j .

Однако такой состав требует применения дорогостоящего оборудования, сложен в эксплуатации, затрудняет термическую обработку после процесса химикотермической обработки.

Известен состав для фольфрамосилицирования, содержащий следующие компоненты, вес.%:

Окись вольфрама35-38

Силикокальций22-25

Хлористый аммоний2

Окись алюминияОстальное J2j .

Недостатком такого состава является относительно низкая скорость форми-

рОвания вольфрамосипидирования диффузионных слоев, необходимость проведения процесса насыщения из порошков в герметических жаростойких контейнерах с использованием плавких затворов. Кроме того, расходуется большое количество насыщающей смеси, затрудняется термическая обработка после процесса кими- ко-термической обработки.

Целью изобретения является повыше10ние, активности насыщающей среды и обеспечение возможностей проведения процесса в обычной печной среде.

Поставленная цель достигается тем,

15 что состав содержит в качестве вольфрамсодержащего вещества карбид вольфрама, в качестве кремнийсодержащего вещества карбид кремния, в качестве активатора фтористый натрий и дополнитель20но содержит железную окалину при следующем соотношении компонентов, вес.%: Карбид вольфрама10-60

Карбид кремния10-60 Фтористый натрий3-10 Желеэная окалина25-45 Наличие окислов железа в окалине препотвращает окисление как насыщаемой поверхности, так и активных компонентов состава, что позволяет проводипгь процесс в обычной печной среде при длительных высокотемпературных выдержках (1-20 ч при 800-ИОО С). Взаимодействие окислов железа, входя щих в состав окалины, с активными ком- понетами состава ускоряет процесс образования активных атомов вольфрама и кремния, а следовательно, увеличивает скорость насыщения, в данном случае окалина оказывает действие катализатора. Диффузионный слой состоит из твердого раствора вольфрама и кремния в оС. -железе. Пример. Проводят диффузионное вольфрамосилицирование в обмазках на образцах из стали У8. ОбмазКу готовят 7 84 смешиванием порошкообразных компонентов (размер фракции 0,1-0,2 мм) с гид- ролизованнь1м этиле ил икатом. Наносят обмазку толщиной 4-5 мм на образцы из стали У8 обмазыванием. После сушки в течение 1О-20 мин При комнатной температуре на воздухе образцы помещают в электропечь, нагретую до температуры процесса химико-термической обработки (9ОО-11ОО С) и выдерживают 4-6 ч. Закалку проводят с температуры диффузионного насыщения. При закалке обмазка TepsteT целлостность и отделяется с поверхности образцов. Результаты диффузионного насыщения стали УЗ предлагаемым составом при температуре процесса 900 и времени выдержки 4 ч представлены в Таблице. При насыщении известным состайом, вес.%: 35 окись + 25 силикокальций + 2 хлористый аммоний + 38 окись алюминия (процесс проводится в тиглях с плавким затвором), глубина, слоя составляет 350 .мкм.

Компоненты для приготовления обмазки применяются в виде порошкообразных карбидов вольфрама и карбида кремния, фтористого натрия марки Ч 4463-66, железной окалины (отходы кузнечно-терми- ческого производства). Результаты измерения толщины диффузиршшх слоев после проведения процессов химШсо-огермической обработки свидетельствуют, что насыщающая способность предлагаемого состава в 1,5-2 раза выше насыщающей способности известного состава; . Использование предлагаемого состава для вольфрамосилицирования стальных изделий обеспечивает по сравнению с известными составами возмоишость проведения процесса в обычной печной среде без применения специальной защитной ocHacTKF увеличение насыщающей способности состава, повышение технологичности и удешевления смеси, совмещение диффузионного управления крупногабаритных изделий с их нагревом под закалку. Формула изобретенийСостав для эопьфрамосилицирования стальных изделий, содержащий вольфрами кремнийсодержащие вещества и активатор, отличающийся Тем, что, с целью повышения активности насыщающей среды и обеспечения возмож ности проведения процесса в печной среде, он дополнительно содержит железную , в качестве активатора фтористый натрий, в качестве вольфрамсодержа5 7374986

щего вещества карбид вольфрама, в ка«-Источники (гаформации, честве кремнийсодержащего веществапринятые во внш4аыие при экспертизе карбид кремния при следующем соотношении компонентов, вес.%:1. Ляхович Л. С. .Многокомпонентные

Карбид вольфрама 10-60j диффузионные покрытия.Минск, 1974,

Карбид кремния 1О-60с. 223.

Фтористый натрий З-Ю.2. Авторское свидетельство СССР

Железная окалина 25-45№ 448250. кл. С 23 С 9/02, 1972.