Состав для хромирования стальных изделий

(5)5 С 23 С 10/32 30 ОПИС К АВТОРСК 5 28,5-36,5 11,0-13,0 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР(71) Центральный научно-исследоватеский институт точного машиностроенияИнститут структурной макрокинетики(56) Защитные покрытия на металлах, КиНаукова думка, 1975, вып.9, с, 17-24,(54) СОСТАВ ДЛЯ ХРОМИРОВАНСТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к составам для хромирования, и может быть использовано в машинострое- нии и других отраслях промышленности для повышения эксплуатационной стойкости деталей машин, работающих в условиях интенсивных механических и тепловых нагрузок.Цель изобретения - повышение твердости поверхностного слоя и термостойкости изделий.Для достижения поставленной цели в состав, содержащий оксид хрома, алюминий, инертный разбавитель, активатор дополнительно вводят оксид тантала, в качестве активатора - кристаллогидрат хлористого алюминия, а в качестве инертного разбавителя - конечный продукт реакции восстановления оксида хрома алюминием при следующем соотношении компонентов, ма с.",:Оксид хрома (Ш)Алюминий(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано для повышения эксплуатационной стойкости деталей машин, работающих в условиях интенсивных механических и тепловых нагрузок, Сущность изобретения; состав содержит, мас,70: оксид хрома 28,5 - 36,5, алюминий 11,0-13,0, оксид тантала 2,0 - 9,5, кристаллогидрат хлористого алюминия 1,5-4,0, конечный продукт реакции восстановления оксида хрома алюминием - остальное, 1 табл,Оксид тантала 2,0 - 9, Кристаллогидрат хлористого алюминия 1,5-4,0 Инертный разбавитель Остальное Введение оксида тантала приводит к легированию хромового покрытия, повышению твердости поверхностного слоя и термостойкости изделий,Нижнее значение 2 мас,о определяет границу влияния элемента как легирующей добавки, влияющей на термостойкость. Повышение верхней границы 9,5 мас,о ведет к снижению термостойкости и твердости за счет образования пористого слоя,Применение в качестве активатора кристаллогидрата хлористого алюминия способствует более интенсивной доставке активных атомов хрома и тантала к поверхности обрабатываемых иэделий за счет газотранспортной реакции переноса и образованию плотного беспористого слоя, Нижнее предельное значение 1,5 мас.7 ь обеспечивает минимально необходимую концентрацию элементов газовой фазы,Превышение верхнего предела 4 мас,% отрицательно влияет на термостойкость.Нижний предел содержания оксидахрома 28,5 мас,% определяется минимальным количеством активных атомов хрома,необходимых для образования слоя с повышенной твердостью. Верхний предел36,5 мас.% ограничен резким повышениемтемпературы в результате прохождения реакции алюмотермического восстановления,Количественное содержание алюминия 1113 мас.% связано с массовым содержаниемоксида хрома и оксида тантала и определяется полнотой глубины превращения алюмотермической реакции восстановленияоксидов хрома и тантала,. 8 качестве инертной добавки используют конечный продукт реакции восстановления оксида хрома алюминием.Для экспериментальной проверки былоизготовлено 5 составов насыщенных смесей, три из которых показали. положительные результаты.Перед использованием все компоненты порошковой насыщающей среды просушивают при 80 - 100 С и измельчают. Смесьперец использованием перемешиваетсяв барабанных смесителях емкостью 15 -20 л при скорости вращения барабана60 об/мин в течение 30 мин, Первоначально в смесительный барабан засыпаетсяинертный раэбавитель, затем оксид хрома,оксид тантала, алюминий и кристаллогидрат хлористого алюминия. Такая последовательность необходима для предотвращениясамопроизвольного возгорания смеси,П р и м е р. Хромирование образцов и. деталей, изготовленных из.сталей 50 РА,ЗОХН 2 МФА проводят в реакторах из нержавеющей стали, Упаковка реактора проводится в следующем порядке. На дно. реактора помещают слой смеси толщиной20 - 90 мм. Затем укладывают слой деталейтак, чтобы расстояние до стенок тигля былоне менее 15-20 мм, а расстояние междудеталями должно быть равно их толщине.Детали засыпают смесью. Расстояние между слоями деталей должно быть не менее20 мм, а от верхнего края до кромки реактора не менее 40 мм. Сверху в реактор устанавливается трубка из жаростойкой стали,через которую в смесь производится подачааргона. Подготовленный к насыщению реактор помещается в печь и нагреваетсявместе с ней до температуры 600 С, послечего формирование покрытий проводится в режиме самораспространяющегося высо-.5 котемпературного синтеза (СВС) при теп- .ловом самовоспламенении в течение 30 - 60 мин при температуре 950-1050 С.После окончания процесса реактор вынимают из печи и охлаждают на воздухе, после "0 чего смесь вместе с отработанными деталя-ми высыпают на поддон.Поверхностную твердость измеряли намикротвердомере ПМТпри нагрузке 50 г.Оценку термостойкости проводили пу тем нагрева образцовв пламени газовойгорелки при температуре выше Асз в течение 6 с с резким охлаждением в воду. Критерием термостойкости служило количество циклов "нагрев-охлаждение" до появления 20 микротрещин.Сравнительные даные представлены втаблице.Из данных таблицы видно, что.термостойкость возрастает в 4 раза, а твердость 25 поверхностного слоя - в 1,2 - .1,3 раза, Такимобразом, поставленная цель достигается только при заявленной совокупности ингредиентов, взятых в укаэанном соотношении.ЗО формула изобретенияСостав для хромирования стальных изделий преимущественно из конструкционных среднеуглеродистых легированных сталей, содержащий оксид хрома ), алю-, 35 миний, инертный разбавитель и активатор,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения твердости поверхностного слоя и термостойкости изделий, он дополнитель" . но содержит оксид тантала, в качестве акти ватора - кристаллогидрат хлористогоаммония, а в качестве инертного разбавителя - конечный продукт реакции восстановления оксида хрома алюминием при следующем соотношении компонентов, 45 мас %Оксид хрома28,5 - 36,5 Алюминий 11 - 13Оксид тантала 2,0-9,5Кристаллогидрат хлорис 50 того алюминия 1,5 - 4,0Конечный продуктреакции восстановленияоксида хрома алюминием Остальное1803468Составитель Н. РыбэловаРедактор . Техред М.Моргентал КорректорЯ. Пилйпенко Заказ 1035 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5" конечный продукт реакции вЮМИНИЯстановления оксида хрома алюминие