Связующее обмазки для химико-термической обработки изделий Советский патент 1982 года по МПК C23C9/00 

Изобретение относится к области Ьсимико-термической обработки метал- лов и сплавов, предназначается для диффузионного насыщения поверхности изделий из обмазок и может быть использовано машиностроительными предприятиями и ремонтными службами различных производств при обработке деталей с целью повышения их стойкости к различным видам контактных воздействий (износ, коррозия и т.п.).

Наряду с автоматизированными процессами азотирования и нитроцементации, которые в настоящее время интенсивно внедряются в производство, диффузионное насыщение поверхности сталей, чугунОв и других сплавов из обмазок представляется наиболее перспективным крупносерийных пар.тий деталей |lj ..

Значительно сокращая расход легирующих материалов, активаторов и инертных добавок, обмазки позволяют производить многокомпонентное насыщение поверхности с Использованием как печного нагрева, так ТВЧ и других видов ХТО 2J . Это позволяет вести разработку процессов ХТО деталей практически для всех существенных типов термического оборудования заводов.

Наиболее часто применяющимся связующим для обмазок являются силикатные соединения, преимущественно жидкое стекло. Его применение усложняет технологию обработки; необходимостью последующей сушки или химической стабилизацией соединений

10 кремниевой кислоты; текучестью обмазки при температуре ХТО, ведущей к необходимости ее армирования твердыми включениями; пузырением при скоростном нагреве.

15

Известно также применение быстросхватываквдейся внешней оболочки обмазки из смеси огнеупорной глины с жидким стеклом Q3J.

При использовании водного раство20рителя в качестве связующего применяют метилцеллюлозу, камедь ПВА и т.п. или для исключения сушки вяжущие материалы (цемент, гипс).

В последнее время получили рас25пространение органические связующие с органическими растворителями: поливинилацетатный лак в смеси с летучими органическими жидкостями, коллаксилин, амилацетат и днэтилокса30лат, толуол или скипидар в смеси с другими органическими веществами, нитроцеллюлозу, растворенную в изоамилацетате и т.д. Применение таких обмазок ограничивается с одной стороны опасност взрыва или интенсивного возгорания в условиях термически с участков и цехов, а с другой - отсутствием .широкой номенклатуры вышеперечислен ных материалов в машиностроительном производстве и на предприятиях, .осуществляющих ремонты с применение ХТО., . Известно применение консистентных смазочных материалов в первую очередь для смазывания трущихся деталей машин, а также для консервации металлических изделий. Основой указанных материалов, как правилоу служат природные или синтетические углеводные соединения, а их отличительной особенностью является конси тентность {высокая вязкость) при обычных температурах и размягчение (ожижение) при нагреве до 70-80°С и выше 4. Это свойство является основным для их применения в узлах трения, когда локальный назрев в зоне непосредственного контакта деталей приводит к образованию жидкого смазочного слоя, который препятствует схватыванию. Целью изобретения является упрощение технологии обработки. Эта цель достигается применением консистентных смазочных материалов в качестве связующего обмазки для ХТО изделий. При нагреве до температуры 60-8 в ожиженные смазочные материалы вво дят насыщающие вещества и активатор и полученную обмазку наносят на по верхность изделий. Охлаждающая при этом обмазка вновь переходит в твер дое или высоковязкое состояние и npio4Ho удерживается на поверхности изделий. Для повышения эффективнос обмазки может быть применена внешн оболочка. В процессе ХТО также как и при известных органических связующих идет одновременное насыщение поверхности изделий легирующйми элементами из активной насыщаю щей части обмазки и углеродом, обр зующимся в результате пиролиза ком понентов связующего. При этом в по верхностнс слое могут- образовыват ся как карбиды насыщающих элементо (Сг, V Ti), так и осуществляться графитизация, например, при насыще нии И, позволяющая получать износостойкую самосвязукмцуюся поверхность. В качестве примеров рассмотрено применение в качестве связующего трех наиболее распространенных кон систентных смазок: связукадее А - с лидол синтетический ГОСТ 4366-64, i связующее Б - смазка пушечная ПП95./5 ГОСТ 4113-48, связующее В смазка сельскохозяйственных машин СХК ГОСТ 11059-64. Диффузионное насыщение производилось из смесей следукяцего состава: смесь 1 - ферросилиция 50%, кварцевого песка 29%, железа хлорного 6.%; смесь 2 - ферросилиция 50%, феррохрома 20%, алюминиевой пудры 20%, аммония хлористого 10%; смесь 3 наплавочного порошка типа Сормайт 30%, ферросилиция 20%, отработанной смеси после парогазового силицирования 20%, алюминиевой пудры 20%, хлористого аммония 5%, фтористого натрия 5%. Обмазка для нанесения во всех случаях готовилась следующим образом. В связующее,, нагретое до температуры 60-70 С, вводят насыщающую смесь при примерном весовом соотношении смеси к связующему 5:1 и тщательно перемешивают. Затем образцы погружают в обмазку и вынимают,в результате чего на деталях сохраняется слой толщиной 2-3 мм, который быстро твердеетт при комнатной температуре. Затем образцы покрываются смесью жидкого стекла с измельченной в порошок огнеупорной глиной. Все образцы подвергаются обжигу в печи в течение 1 ч при температуре 950°С. После охлаждения на воздухе обмазка легко скалывается с поверхности -образцов, либо счищается щеткой. Результаты обработки образцов из Ст. 45 после металлографического анализа приведены в таблице. При послойном спектральном ана- лизе поверхности образца, прошедшего обработку на поверхности было установлено содержание кремния 17% и хрома 5%, а на глубине 0,05 мм 6% и 3% сйответственно. Испытания образцов, прошедших такую же обработку на износостойкость, дали следующие результаты: интенсивность изнашивания при смазке вазелиновым маслом 9,25i, коэффициент трения 0,084 при изменении нагрузки в пределах 3,3-4,2 МПа. Маслоемкость поверхнсизти образцов, определенная по ГОСТ 9302-78, составила 4,025 мг/см . Таким образом, предложенные обмазки позволяют значительно упростить (уменьшить время обработки, применять широкораспространенные материалы, исключить опасность взрыва или возгорания) технологию ХТО деталей и Дают возможность получать на поверхности изделий слои, обладающие высокой износостойкостью, антифрикционными свойствами и самосмазываемостью. Обработку с применением предложенных обмазок можно осуществлять практически: на всех типах электротермического оборудования, позволя- i кяцих реализовать необходимые температурно-временные режимы.

Формула изобретения

Применение консистентных смазочных материалов в качестве связующего обмазки для химико-термической обработки изделий.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4.Синицын В.В. Пластичные смазки вСССР.М,Химия,1979,с.267.,