Состав для электролитического сульфидирования Советский патент 1982 года по МПК C23C9/10 

() СОСТАВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО СУЛЬФИДИРОВАНИЯ

1

Изобцетение относится к химикотермической обработке, металлов и может быть использовано в машиностроении при диффузионном упрочнении режущего инструмента.

Известен состав для сульфидирования, содержащий сероврдородно-гидросульфидный раствор ИВ.

;Для сульфидирования приготавливают раствор, содержащий, г/л: двууглекислый натрий 2,3; сернистый натрий 0,7; техническую соляную кислоту 1. После нагрева в данном растворе до в течение 1 ,5 ч и выдержке при этой температуре в течение 0,5 ч содержание серы в наружном слое образцов из стали kS увеличилось в 2 . раза по сравнению с исходным состоянием.

При увеличении содержания сернистого натрия в водном растворе увеличивается количество серы в поверхностном слое.

Так, в растворе, содержащем, г/л; сернистый натрий 1,5; двууглекислый натрий 2,3;техническая соляная кислота 1 , получено увеличение серы в поверхностном слое в 10 раз.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является состав для электролитического сульфидирования, содержащий водный раствор серосо10держащих солей 2.

Для сульфидирования детали погружают в электролит, содержащий водный раствор серосодержащих солей. Обра15ботку проводят по режиму V 100120 В, i 1,5 - 2,0 А/см в течение 3 мин. После обработки на чугунных гильзах и поршневых пальцах из стали 12ХМЗА получено увеличение содер20жания серы в поверхностном слое в 5 раз.

Установлено, что применение сульфидных солей не обеспечивает стабиль3ности состава электролита вследстви протекающей реакции гидролиза ,0 2Na +20fr+ Выделение из раствора свободного сероводорода снижает концентрацию серы в растворе и эффективность обработки. Сульфатные или сульфитные соли например , Na(jSOj,также не обеспечивают необходимой скорости насыщения очевидно из-за высокой энергии разложения ионов S0 , Применение тиосульфатных солей, например На-О. 0 Ь , Nd- S О диссоциирующих с образованием иона, выделяют сульфидную серу только в момент электролитического разложения, обеспечивают стабильность насыщающей способности электролита. Цель изобретения - интенсификация процесса насыщения. Для достижения поставленной цели состав для электролитического сульфидирования, содержащий водный раствор серосодержащей соЛи, дополнительно содержит хлористый аммоний, а в качестве серосодержащей соли тиосульфат натрия при следующем соотношении компонентов, весД: Тиосульфат натрия 10-15 1i«-16 Хлористый аммоний Вода Остальное

Применение хлористого аммония в ° количестве обеспечивает необходимую электропроводность и вследствие высокого выхода газйобразующих продуктов при электролизе позволяет формировать газо-плазменную оболочку на верхности обрабатываемой детали при пониженных напряжениях. Мощность развивающегося искрового разряда при данных напряжениях недостаточна для нагрева обрабатываемого изделия, so в то же время мгновенный нагрев микрозоны обеспечивает активизацию поверхности и ускоренную диффузию ввоff Moro элемента.

Пример 1. Обрабатываемая де- 5 таль - катод, ванна - анод.Термообра ботанное и заточенное сверло Ф18 мм закрепляется в зажим с одновременIсл ф та эл со ни со

рабочих поверхностей зубьев на глубину мм при V 150 В;1 80А; i 2,8 А/см зас 75 сек формируется диффузионный слой с 0,08 мм.

Пример . Круглая протяжка ф 82 мм устанавливается горизонтально с обеспечением глубины погружения и скорости вращения по примеру 3Обработка проводится в электролите, содержащем, вес.:

15

16

Остальное

При V 1-60 в; I 120 А; i 2,8 А/см за С 90 сек формируется д ФФyзиc)нный слой до О,1 мм. 14 ным обеспечением электримескчч о комтакта с отрицательным полюсам источника тока и погружается на глубину h 10 мм в проточный электролит, соответствующий составу, весД: тиосульфат натрия 10; хлористый аммоний вода остальное. При подаче напряжения V 120 В, I 12А; i 2,4 А/см -за 60 сек формируется диффузионный слой (У О,Об мм. Пример 2. Термообработанный зенкер ф 18, 25 закрепляется аналогично примеру 1 и погружается на глубину 30 мм в электролит, соответствующий составу, вес.%: Тиосульфат натрияХлористый аммонийОстальное Вода При подаче напряжения V 130 В; 36А, i 2,5 А/см-в течение 70 сек формируется диффузионный й. С/ О ,Об мм. Пример 3. Дисковая фреза 55 мм устанавливается на горизоньную ось вращения с обеспечением ктрического контакта и вращения скоростью V 4 об/мин. Погружев электролит, соответствующий таву, вес,%: Тиосульфат натрия Хлористый 16 Остальное , аммоний Снижение напряжения ниже 120 В для инструмента, обрабобка которого целесообразна, приводит к срыву плаз менной оболочки, а повышение напряжения выше 1бО В приводит к нагреву обрабатываемого инструмента до темпе ратур отпуска, что может снизить твердость,полученную предшествующей термйобработкой. Применение предлагаемого состава позволяет получать более глубокий ди фузионный слой по сравнению с прототипом (до 60-80 мкм вместо 30 мкм) и за более короткое время (60-90 сек) вместо 3 мин. . При исследовании в качестве серонасыщающего компонента 10-15%-ного раствора Na,2S04 в течение 90 сек получен диффузионный слой глубиной 10-20 мкм. Таким образом, предлагаемый состав для электролитического сульфидирования позволяет интенсифициоовать процесс насыщения. 16 Формула изобретения Состав для электролитического сульфидирования, содержащий водный раствор серосодержащей соли.отличающийся тем, что, с целью интен сификации процесса насыщения, он до полнительно содержит хлористый аммоний, а в качестве серосодержащей соли - тиосульфат натрия при следующем соотношении компонентов,вес.%: Тиосульфат натрия10-15 Хлористый аммоний It-IS ВодаОстальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Соловьева Н.А. Серонасыщени(г поверхности деталей из черных металлов в сероводородно-гидросульфидных Металловедение и террастворах. мическая обработка металлов,М., Машгиз, 1960,№ 1, с. ly- S. 2. Бахарева А.П. и др. Преимущество нагрева металлов в электролите. Автомобильная и тракторная промышленность, М., 1956, № 2, с. 31-33.