Способ диффузионного насыщения поверхности изделий из сплавов на основе железа

(22) Заявлено 16,05,7 с присоединение Кл.2С 23 С 9/00 аявки Ъе ударственный комитет СССР ПриоритетОпубликовано 30.01,80. Бюллетень МеДата опубликования описания 30.01.8 53) УДК 621,785,51.ло делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОГ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СП ЖЕЛЕЗАНАСЫЩЕН ВОВ НА О ОВЕ 5 Недо диффуз ная, до гия, зн обходи специа и рассмотренных спо покрытия является с щая и длительная тех ый расход материалов рименения контейнер о растворами и невозмож 5 статкам ионного рогостоя ачительн тость п льными обов лож- оло, несо ость мико-термичея получения 30 Изобретение относится к области диффузионного насыщения поверхности изделий из сплавов на основе железа, касается способа химико-термической обработки изделий и может быть использовано в машиностроении для получения изделий с износостойкой и коррозионностойкой поверхностью,Известен процесс диффузионного насыщения листов стали, по которому листы стали покрывают тонким слоем гидратированного железа, для чего их погружают в водный раствор, вынимают и сушат, затем листы стали прокладывают асбестовой бумагой, которую предварительно уплотняют порошком насыщающего материала путем пропускаиия через двухвалковуюклеть. Стопу листов собирают, стягивают и помещают в печь. Для удаления кислородапечь продувают аргоном, поднимают температуру до 400 С и в течение 6 ч подают водород для обезвоживания кристаллов галогенида. После прекращения подачи водорода поднимают температуру печи до 950 С и хромируют в течение 16 ч. Охлаждение печи ведут с продувкой аргоном. Толщина получаемого хромированного слоя составляет 0,05 мм 11.Известен также способ хиской обработки изделий дл диффузионных покрытий, включающий упаковку изделий в смеси, содержащей насыщающие вещества и обезвоженные галогениды (преимущественно хлориды) железа и последующее нагревание упаковки, которое проводят без применения защитной атмосферы при относительно низких температурах (до 900 С) 2.Обработка изде-ий при относительно низких температг и в смеси с низкой активностью при: .;1 т к увеличению длительности процесса и не позволяет получить на поверхности изделия диффузионный слой толщиной более 0,2 мм. Для сокращения времени диффузионного насыщения поверхности изделия процесс химико-термической обработки осуществляют в защитной атмосфере и в качестве активаторов используют галогениды аммония и галогениды щелочных и щелочноземельных металлов, но не рекомендуют применять галогениды насыщаемого металла из-за снижения активности процесса.712456 Формула изобретения Составитель Л. Бурлинова Редактор Д, Павлова Техред А. Камышникова Корректор 3. ТарасоваЗаказ 2793/9 Изд.119 Тираж 1095 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская паб., д. 4/5пр. Сапунова, 2 Типография,повторного использования насыщающцх веществ,Целью изобретения является интенсификация процесса, упрощение и удешевление технологии химико-термической обработки при диффузионном насыщении поверхности изделии из сплавов на основе железа.Это достигается путем смачивания смеси водным раствором галогенида железа.Сущность предлагаемого способа диффузионного насыщения поверхности изделий из сплавов на основе железа заключается в том, что составляют смесь, содержащую насыщающие элементы, смачивают смесь насыщенным водным раствором галогенида железа, просушивают смесь до влажности 5 - 7% и упаковывают изделия и смесь, помещают в печь и выдерживают при температуре процесса в течение заданного времени, затем упаковку извлекают из печи, охлаждают на воздухе и извлекают изделия из упаковки, а смесь обогащают компонентами, содержащими насыщающие элементы и используют ее повторно.Введение галогенидов железа в виде насыщенного водного раствора в смесь обеспечивает однородность смеси и равномерность диффузионного насыщения поверхности изделий, а наличие кристаллогидрата хлорида и остаточной влажности смеси приводит к образованию соляной кислоты, которая протравливает поверхность изделий, активно участвует в обменно-транспортных реакциях и интенсифицирует процесс диффузионного насыщения поверхности изделий,Предлагаемый способ диффузионного насыщения поверхности изделий из сплаьов на основе железа позволяет уменьшить газовыделение и активность процесса на начальной стадии химико-термической обработки, что способствует улучшению качества поверхности изделий и улучшает условия работы обслуживающего персонала, т, е. упрощает технологию.П р и м е р 1. Силицируют детали из стали 5 ХНМ. Составляют смесь из ферросилиция и кварцевого песка в соотношении 1: 5, затем смачивают смесь водным раствором хлорного железа плотностью 1,46 г/смз из расчета 150 мл на 1 кг смеси, и после проО 15 20 25 30 35 40 45 50 сушки при 120 С в течение 45 мин детали и смесь упаковывают в контейнер, па поверхность укладывают последовательно слой кварцевого песка, бикарбоната натрия, мела и соды в количестве 0,05 мол на каждый литр объема контейнера. Контейнер закрывают крышкой с глиняным затвором, устанавливают в камерную печь и выдерживают в течение 3 ч при 920 С, Затем после охлаждения на воздухе контейнер вскрывают и извлекают детали из упаковки. Оставшуюся в контейнере смесь обогащают 3 - 4% ферросилиция и 6% хлорного железа и используют повторно. В результате исследования микрошлифов на всех деталях партии обнаружены равномерные силицированные слои толщиной 0,6 - 0,81 мм с концентрацией кремния 11 - 13%.При проведении силицирования известным способом толщина слоя составляет лишь 0,17 - 0,19 мм.П р и м е р 2. Проводят хромирование образцов из стали 45 в смеси, содержащей 8% хлорного железа, подготовленной к обработке и упакованной аналогично примеру 1После нагрева печи с деталями до 950 С и выдержки при этой температуре 4 ч получают хромированный слой толщиной 0,1 - 0,15 мм с концентрацией хрома свыше 10 в/Предлагаемый способ позволяет ускорить процесс насыщения в 3,5 - 4 раза. Способ диффузионного насыщения поверхности изделий из сплавов на основежелеза, включающий нагрев в составе, содержащем насыщающие вещества и галогенид железа, до температуры обработки ивыдержку при этой температуре, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса насыщения и упрощения технологии, галогенид железа вводят в составв виде насыщенного водного раствора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании1395703,кл. С 7, 1968.2, Патент США1853370, кл. 117, 1962,