Состав для диффузионного насыщения железоуглеродистых сплавов

)5 С 23 С 10/32 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ оизводств ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯЬПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт машиноведения и металлургии и Дальневосточное отделение АН СССР(56) Совершенствование технологическихпроцессов и оборудования в литейном производстве, Комсомольский-на-Амуре политехнический институт; Хабаровск, Хабаровский политехнический институт; 1989,с. 35-37. Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для изделий в металлургической, машиностроительной и других отраслях народного хозяйства.Известен состав для диффузионногохромирования чугуна при следующем содержании компонентов, мас, о/,;Феррохром 50 Окись алюминия 45 Хлористый аммоний 5 На деталях из модифицированного ковкого чугуна с применением этого состава при 1050 - 1150 С и выдержке 4 - 8 ч образуется диффузионный слой толщиной 130 - 160 мкм.Недостатком указанного состава является его относительно низкая насыщающая способность. К тому же хромирование изделий из чугуна при температуре выше 1050 С нецелесообразно из-за возможного оплавления поверхности.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав для(54) СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО НАСЫ ЩЕНИЯ ЖЕЛ ЕЗОУГЛ Е РОДИ СТЫХ СПЛАВОВ(57) Сущность изобретения: состав содержит, мас. %: хром 20 - 30; отход производства обогащения оловянных руд, содержащих турмалин и кварц, 66 - 78; хлористый аммоний 2-4. 1 табл,диффузионного хромирования стальных деталей (сталь 45) при следующем составе компонентов, мас, о/,;Хром 25 Окись алюминия 70 Хлористый аммоний 5 Недостатком известною состава является относительно низкая насыщающая способность, необходимость проведения процесса при высоких температурах и больших выдержках для получения нужной толщины легированного слоя,Целью изобретения является повышение насыщающей способности состава при снижении температуры насыщения.Для этого в состав для диффузионного хромирования, содержащий хром, хлористый аммоний и наполнитель, в качестве наполнителя содержит отход производства обогащения оловяных руд, содержащих турмалин и кварц при следующем соотношении компонентов, мас,%;Хром 20-30обогащения оловяныхруд, содержащихтурмалин и кварц 66-78 Хлористый аммоний 2 - 4 Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав отличается от известного аведени.м нового компонента, а именно отхода производства обогащения оловяных руд, содержащий турмалин и кварц, Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них поизнаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".Функциональное назначение каждого из компонентов, ГОСТЫ поставок и химические формулы следующие,Хром марки ПХМ 1 (ТУ 14-1-1474-75) является поставщиком атомов хрома,Хлористый аммоний М Н 4 С 1(ГОСТ 3773 - 72) является активатором процесса, способствует образованию активных газообразных соединений хрома, ускоряет диффузионные процессы,Отход производства обогащения оловяной руды представляет собой продукт переработки оловяной руды, выполняемой согласно "Техноло.ической инструкции для Солнечной обогатительной фабрики Солнечного ГОКа" и "Схемы цепи аппаоатов, Спецификации оборудования ГСот 24.01.89 г." Солнечного ГОКа и согласованных с головной организацией "Гипроникель" (г, Ленинград), Химический состав указанного продукта содержит 39 элементов периодической системы и 20 минералогических элементов, основу которых составляет кварц (Я 02) 36,1 и турмалин на основе железа типа "шерл" в виде сростков с кварцем и породой, тончайшими (первые мкм) иголочками, зернами и их агрегатами в количестве 39,1 ,Химический состав входящего в состав продукта турмалина,. 35,25:02; 30,4 А 120 з;10,5 В 20 з; 9,1 РеО;4,6 Ре 20 з; 4,4 М 90; 2,1 СаО;1,3 Т 02; 1,0 йа 20; 0,5 МпО; 0,1 К 2 Р; 0,1 Р;0,7 Н 20+ (см. "Геология, минералогия и геохимия Комсомольского района", Под ред. Е,Б. Радкевича, М., Наука, 1971, с, 63 - 67),Применялся отход производства обогащения оловянной руды в молотом виде зернистостью 5 - 10 мкм, который благодаря особенностям своего состава повышает насыщающую способность смеси, снижает необходимую для протекания процесса 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 температуру в печи до 800 в 9 С и уменьшает продолжительность выдержки, при этом возрастает поверхностная твердость и износостойкость обрабатываемых изделий,Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены пять смесей компонентов, три из которых показали оптимальные результаты (см. таблицу).Все компоненты порошковых смесей перед использованием тщательно размалывались, просеивались, просушивались и смешивались. Применялись порошковые материалы, прошедшие при просеивании через сито с ячейками 0,05 Х 0,05 мм. Сушку производили при 120 - 140 С в течение 2 ч с периодическим перемешиванием. Смешивание порошков производили в смесителе барабанного типа в течение 4 ч с загрузкой рабочего объема на 60 - 70 .Изделия перед химико-термической обработкой обезжиривались растворителем, высушивались, укладывались в контейнер, послойно пересыпались смесью указанного состава, Совместно с изделиями обработке подвергают образцы-свидетели из тех же сплавов, по которым определяют толщину диффузионного слоя и его твердость, После окончания хромирования контейнеры выгружают из печи, охлаждают до комнатной температуры и оазгерметизируют,Хромирование изделий из серого чугуна марки СЧОО и стали 45 в предлагаемом порошковом составе осуществляли в герметичном контейнере в электропечи при температуре 900+5 С в течение 3 ч, Полученные результаты представлены в таблице,Из приведенных в таблице данных следует, что предлагаемый состав обладает значительно большей насыщающей способностью, что позволяет существенно повысить рабочие характеристики упрочненных изделий: глубину диффузионного слоя в 4 - 6 раз, поверхностную твердость на 1 - 5 ГПа и, следовательно, срок службы изделий, при этом можно значительно снизить температуру печи и продолжительность процесса химико-термической обработки.Использование заявляемого изобретения позволит повысить:качество обработки изделий за счет повышения глубины диффузионного слоя и твердости поверхности;производительность процесса за счет большей активности состава;возможности использования процесса диффузионного хромирования;возможности использования печей с низкой температурой.1759954 Оптимальным является состав для хромирования в заявленных пределах, При отклонении от указанных пределов насыщающая способность состава и поверхностная твердость монотонно уменьшаются. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения насыщающей способности при снижении температуры насыщения, он в качестве наполнителя содержит отход произ 5 водства обогащения оловянных рудсодержащий турмалин и кварц при следую щем соотношении компонентов, мас, хром - 20 - 30; отход производства обогаще ния оловянных руд, содержанних турмали 10 и кварц - 66 - 78; хлористый аммоний - 2 - 4,ф ар мула и зоб рете н ия Состав для диффузионного насыщенияжелезоуглеродистых сплавов, содержащийхром, хлористый аммоний и наполнитель,Поверхн. Примечаниетвердость, ГПа Содержание, мас. фь Режим ХТО Толщина слоя, мкм Состав Т,С т;ч 8 4 8 16 6 1050 1150 950 950 1050 1050 1150 Известный состав (анало50 РеСг+45 АгОз+5 МН 4 СИзвестный (прототип)25 Сг+70 А 20 з+5 МН 4 С,4 12 2 3 100 (80) 170 (140) 190 (150) 180 (150) 120 110 900 900 900 67 Составитель В. БаловРедактор М, Стрельникова Техред М,Моргентал Корректор А. Козо аказ 3159 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Предлагаемый 15 Сг+83 ОП+2 КН 4 С 20 Сг+78 ОП+2 МНС 25 Сг+72 ОП+3 МН 4 С 30 Сг+66 ОП+4 ИНТАС 35 Сг+61 ОП+4 МНС 150 160 25 100 30 60 170 9,0 (16)Чугун СЧОО9,8 (17) (в скобках 0,0 (17) для стали 0,0 (1 7) 45) 8,9 16