Паста для защиты деталей от цементации Советский патент 1983 года по МПК C23C11/10 

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для защиты отдельных участков деталей от диффузионного насыщения углеродом при цементации.

Известна паста для защиты деталей от цементации, содержащая в своем составе следующие компоненты, вес.ч.:

Этилсиликат 50-65

Ацетон25-35

Вода . 8-12

Соляная кислота 2-3

Огнеупорный

материал 100-150

Ацетон (.СНз-СО-СНз)-бесцветная жидкость с характерным запахом. В смеси служит для растворения этилсиликата.

Соляная кислота (нс) - жидкость с характерным запахом, хорошо растворима в воде. В смеси служит для получения гидролизованного раствора этилсиГпиката.

Этилсиликат SiCOCjHt-) в воде не растворяется, но растворяется в ацетоне и соляной кислоте, образуя связующее вещество. ,

Огнеупорный порошок (окись алюминия Аш)- вещество белого цвета, тугоплавкое и нерастворимое в воде. В смеси служит для обеспечения требуемой консистенции защитной обмазки.

При температуре цементации эта паста создает непроницаемую оболочку, которая защищает детальоот диффузионного насыщения Г1 Недостатком данной защитной пасты является то, что не обеспечивается полная защита от насыщения углеродом из-за появления пробоев при нагреве.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является паста для защиты деталей от цементации, содержащая в своем сос|Таве, вес.%:

Асбестовый порошок35Жидкое стекло Остальное

Асбестовый порошок огнестоек, хороший изолятбр, плохой проводник теп|Ла и электричесива. Улучшает сцепление защитной пасты с поверхностью.

Жидкое стекло в смеси используется в качестве растворителя. Использование известной пасты . обеспечивает непроницаемую оболочку для углерода 2. Основным недостатком известной пасты является возникновение пробоев в процессе цементации, через которые проникает углерод, который насыщает деталь, что приводит к браку. ;Целью изобретения является повышение надежности защиты деталей от цементации. Поставленная цель достигается Tei что в пасту, содержащую асбестовый порошок и жидкое стекло, дополнительно вводят фтористый аммоний при следунвдих соотношениях компонентов, .вес.%: Асбестовый порошок 25-30 Фтористый аммоний 5-10 Жидкое стекло . Остальное Асбестовый порошок изготавливают из хризотилового асбеста ГОСТ 6-7 сорта, В смеси асбестовый пороШок служит наполнителем. Фтористый аммоний - порошок белого цвета, хорошо растворим в воде При высоких температурах цементации разлагается с выделением элементов, которые создают на металлической поверхности прочную защитную пленку фторидов, которая препятствует прохождению углерода в поверхностные слои металла, что повышает качество 3 ащи ты. Жидкое стекло ГОСТ 13078-67, модуль 2,6-3, плотностью 1,45-1,5 г/см хорошо растворимо в воде. В смеси жидкое стекло служит растворителем. Приме р..Приготовление смеси осуществляют следующим образом. Хри.зотиловый асбест просушивают в печи при 200°С в течение 3 ч, после чего измельчают в шаровой мельнице.в течение 2 ч, просеивают через мелкое сито и получают порошок. Затем жидкое стекло и фтористый аммоний разводят в воде до плотности1,371,38 г/см. Замер плотности произво дят дипсиметром ГОСТ 1300-57 со шка лой 1,35-1,40 г/см.В полученный раствор добавляют асбестовый порошо размешивают и доводят до сметанообразной консистенции. Перед нанесением пасты поверхнос образцов и деталей, подвергаемых за щите от цементации, обезжиривают в растворе щелочи и промывают в горяч воде. Паста наносится в два слоя толщи ной 1 мм полужесткой кистью или оку нием в зависимости от конфигурации детали. После нанесения первого сло образцы и детали подвергают сушке пр цеховой температуре в течение 1 ч. После нанесения второго слоя образцы и детали также просушивают в течение 1 ч. Образцы с-деталями укладывают в корзины и подвергают газовой цементации при 920-940С на глубину1,52,2 мм. Расход природного газа при вьщержке в процессе цементации составил 3,3 л/мин. После окончания выдержки корзины с образцами и деталями выгружают на воздух. По микрошлифам определяют наличие пробоев и степень проникновения-углерода в поверхностные слои детали. Приготовлены и испытаны пять составов паст состас известной пасты. Эти составы приведены в табл. 1, где состав 1 - состав, имеющий значение содержания компонентов ниже нижнего предела; состав 2 - состав, имеющий значение содержания компонентов, указанных в отличительной части формулы по нижнему пределу; состав 3 - состав, имеющий оптимальные значения содержания компонентов, указанных в отличительной части формулы/ состав 4 состав, имеющий значения содержания компонентов, указанных в отличительной части формулы, по верхнему пределу; состав 5 - состав, имеющий значения содержания компонентов, указанных в отличительной .части формулы, выше верхнего предела; состав 6 состав известной пасты. Характеристики испытуемых составов пасты приведены в табл.2. Как видно из табл. 2, оптимальное содержание фтористого аммония в составах 2, 3, 4 - 5-10%. При температуре цементации фтористый аммоний способствует образованию на металлической поверхности надежной изолирующей пленки, что позволяет обеспечить прочное, однородное по составу, беспористое равномерное покрытие, которое надежно предохраняет поверхности деталей и образцов от проникновения углерода.. Снижение содержания фтористого аммония ниже 5% приводит к точечным пробоям и науглероженным пятнам за счет образования пористого покрытия. Повышение фтористого аммония выше 10% в составе приводит к распуханию покрытия и насыщению поверхности углеродом за счет плохого сцепления пасты с поверхностью детали,. Применение защитной пасты предлагаемого состава позволит снизить брак деталей за счет создания стабильного газонепроницаемого изолирующего слоя на защищаемой поверхности

Компоненты

23 2

Асбестовый порошок

Фтористый аммоний Осталь- ОстальЖидкое стекло ное ное

Таблица 1

Содержание компонентов, вес.%, в составах пасты

iiLiziiii: :

35

32 15

30 10

27 8

25 5 Осталь- Осталь- Осталь- остальное ное ное ное

Точеч- Пробоев Наличие пробоев вые не обпробои наружеТаблица 2 но Пробоев ПробоевТочечные Пробои не об- не об-пробои по всей наруже- наруже- поверхно ноности