Способ местной защиты стальных деталей при химико термической обработке

(54)(57) 1. СПОСОБ МЕСТНОЙ ЭАЩИТЫСТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ, включающий нанесение ОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) 1, ПроизводственнВИАМ ПИ 1.2.052.78, с2. Патент ВеликобриР 1126061, кл. С 7 О,никеля или меди, о т л и чс я тем, что, с целью повнадежности покрытия при химической обработке в хлорсосредах, покрытие никелем илосуществляют в два слоя, между крыми наносят промежуточный слойталла или сплава, имеющего темпетуру плавления ниже температурыхимико-термической обработки.2. Способ по п, 1, о т л ию щ и й с я тем, что для нанпромежуточного слоя используютолово.1041601 Предлагаемый способ был проверенна специальных образцах из различныхмарок сталей (крррозионностойкихтипа 15 Х, 13 Х 11 Н 2 В 2 МФ, 513 Л, конструк.ционных типа 38 Х 2 МЮА), а также наопытных партиях деталей основногопроизводства. На образцах и деталяхпри азотировании с применениемхлористого аммония не наблюдалосьнй одного случая пробоев азотирования, что подтверждено как металлографическим анализом, так и припоследующей механической обработкерезанием. Изобретение относится к химико- ф термической обработке.Известен способ, согласно которому для защиты от аэотирования корроэионно-стойких сталей применяется гальваническое никелирование (толщина покрытия 21-30 мкм) (1) .Недостатком известного способа является его ненадежность, особенно при азотировании деталей сложной конфигурации с применением хлорист того аммония для активизации процесса азотирования. Пробои азотирования по никелевому покрытию приводят к поломке, инструмента при последующей механической обработке, искажению 15 размеров готовой детали, частым случаям окончательного брака. Из-эа ненадежности покрытия приходится увеличивать припуски под последующую обработку, . вводить съем металла 20 шлифовальной машиной, что помимо усложения мехобработки также,ччсто приводит к окончательному браку.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, согласно которому на поверхность детали, не подлежащей азотированию, наносят покрытие из олова,. меди или никеля или же краску иэ оловянного порошка, после чего производят аэотирование при 480-600 сС (2.ЗНедостатком известного способа является то, что при аэотировании с применением хлористого аммония образуется летучее соединение Ьи СЦ, поэтому защита оловом не может быть использована при азотировании корроэионностойких сталей, так как они азоти.руются только с применением хлористого аммония.Защитное покрытие из меди обладает 40 теми же недостатками, что и покрытие из никеля, т.е. ненадежно при азотировании деталей сложной койфигурации с применением хлористого аммония для активизации процесса азотирования. 45Целью изобретения является повышение надежности покрытия при химико-термической обработке в хлор- содержащих средах.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу местной защиты стальных деталей при химико-термической обработке, включающему нанесение никеля или меди, покрытие никелем или медью осуществляют в два слоя, между которыми наносят промежуточный слой металла или сплава, имеющего температуру плавления ниже температуры химико-термической обработки.Нри этом в качестве промежуточ ;ного слоя 1 используют олово.П р и м е р. На защищаемую пОверхность наносится гальванический слой никеля толщиной 6-9 мкм,затем на слой никеля .наносится гальванический слой,65 олова толщиной 1-3 мкм, после чегоснова наносится слой никеля толщиной 6-9 мкм.Осаждение никеля производится встандартном электррлите состава,Г/л:Сернокислый никель 140-200Сернокислый натрий 50-100Барная кислота 20-30Хлористый натрий 5-10Сернокислый магний 10-30Температура электролита 18-25 С.рН 5,2-5,8. Плотность тока ,51,0 А/дм,Осаждение олова производится встандартном электролите состава,г/л:Двухлористое олово 30-50Фтористый натрий, 30-70Соляная кислота(плотность 1,19) 2-4Желатин 1-2Температура электролита 18-25 С.ОПлотность тока 0,5-1,0 А/дм.Механизм защитного действия предлагаемого покрытия никель-олово-никель заключается в том, что приподъеме температуры в печи до требуемых 480-620 С олово расплавляется(темнература плавления 232 С),заполняя поры нижнего подслоя никеля иобразуя с ним сплав и химическоесоединение типа К5 ь , в результатечего создается плотный защитный слой.Верхний слой никеля предохраняетолово от воздействия хлористого аммония, предотвращая улетучивание олова в виде 56 СВ Предлагаеьый способ. надежно защищает нужные поверхности стальных деталей от азотирования при применении хлористого аммония, упрощая технологический процесс, исключая случаи брака и поломки инструмента. Композицибнное защитное покрытие прошло промышленное опробование на образцах и деталях в качестве местной защиты деталей из стали типа ЗИ 961 от прббОев при азотировании в среде диссоциированного аммиака в1041601 3присутствии хлористого аммония. Режимаэотирования: температура 60 ООС,"время 24 ч; глубина слоя 0,26-0,30 мм,твердость по Виккерсу (НЧ) 750-800степень диссоциации аммиака 35-50расход аммиака 3-5 л/ч на 1 л объема,расход хлористого аммония 100-150 гна 1 м объема муфеля.3 Результаты проверки защитныхсвойств различных покрытий и комбинированного покрытия при постоянном режиме азотирования приведены в таблице. Металлографический анализ 5 производился на шлифах, вырезанных иэдеталей и на контрольных образцах из стали ЭИ 961. Защитное,гальваническоепокрытие,Результаты механических испытаний Дефекты поверхности после азотирования Толщинапокрытия,Детали НЧ слой азотОуЗ 80040,26 700 А 1 тА 5В 11 тВ 15 Сплошные пробои Сплошные пробои 9 т 12 Олово30 т 40 С 16 тС 20 Медь 0,2 , 7000,1-0,2 600 20 т 30 Д 25 тДЗО Никель Частичное аэотирование поверхности СВ 31 тСВ 37 МедьтОлотвотМедь(9"15 )т(2 тЗ)т(12 т 18) 300 Пробоев нет ДВ 40 тДВ 46 НикельОловоНикель(9 т 15)т(2 тЗ)т(9-15) 400 Пробоев нет филиал ППП фНатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Предлагаемый способ защиты сталь-, аэотирования и цементации последоных деталей пригоден и для других, , нательным нанесением гальванического кроме азожирования, видов химико- слоя меди толщиной 6 т 9 мкм, гальватермической обработки. Например, 40 нического слоя олова толщиной предлагаемый способ был проверен на 1 тЗ мкм, гальванического слоя меди специальных образцах иэ стали марки толщиной 9 т 12 мкм. Как при цемента Х 2 Н 4 А применительно к цементации ции, так и при азотировании с и дал также положительные результа- .применением хлористого аммония, ты. Получающие надежной защиты сталь-, 45 защитный слой медь-олово-медь поканых деталей при цементации очень : зал такую же высокую эффективность актуально, так как применение для,":" и надежность, как и защитный слой этих целей гальванического омедне-. . никель-олово-никель. ния .также является ненадежным, .. Предлагаемый способ местной особенно при -обработке деталей слоа"защиты стальных деталей при химиконой конфигурации, ,термической обработке прост и неКроме защиты стальных деталей :требует дополнительного оборудовапри химико-термической обработке ния.последовательным. нанесением системы Экономический эффект от внедреникель-олово-никель, была проверена ния предлагаемого способа составит на специальных образах защита от . 5,17 тыс,руб. в год.Составитель И. НикишкинаРедактор Т. Колб Техред И.Ганди Корректор А. Дэяткотттттттт т ттт ттттттттттттттттт тт тЗаказ 7071/28 Тираж 956 , .ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета, СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Жт 35, Раушская наб., д. 4/5