Состав для комплексного насыщения стальных изделий

оц 983151 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 100781 (21) 3315405/22-02с присоединением заявки Но(23) Приоритет -Опубликовано 2 Ы 232 . Бюллетень М 47Дата опубликования описания 2312.82 1 И 1 М. Кл. З С 23 С 9/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54 ) СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНИХ ИЗДЕЛИЙ25 Изобретение относится к металлур. гии, в частности к составам для поверхностного легирования сталей и сплавов методом диффузионного насыщения при повышенных температурах, и может быть использовано для повышения жаростойкости и износостойкости прессового и штампового литого инструмента, полученного из высоколегированйых сплавов на основе никеля.Известен состав для поверхностного легирования сталей, содержащий вес.Ъ: окись хрома 34; алюминий 17; окись кремния 5; фтористый алюминий 6 и окись алюминия остальное Г 1 3. Недостатком этой смеси является пониженный уровень свойств, характе ризующих материалы по жаростойкости и . иэносостойкости при повышенных температурах и контактных нагрузках.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является состав для комплексного насыщения инструментальных сталей содержащий, вес,%: хром 35-40; борная кислота 1-2; хлористый аммоний 2-5 алюминий 5-9;окись кремния 4-6; ванадий 4-7 и окись алюминияостальное (2 3. Недостатком известного покрытия является невысокая иэносо- и .окалиностойкость материала при повышенных температурах (выше 650 С).После химико-термической обработки при 10500 С в течение 5 ч получены следующие свойства для стали ЗХ 2 В 8 Ф: (после закалки в масле при 1125 оС ), жаростойкость (привес ) при 750 С за 15 ч 11 г/м,износостойкость (убыль) при 750 С на пути 300 м 58 г/иЦель изобртения - повышение жаростойкости и износостойкости обрабатываемых изделий при повышенных температурах.Поставленная цель достигается тем, что в состав, содержащий хлорис тый аммоний, ванадий, окись кремния, окись алюминия, введены бор, окись- хрома, фтористый алюминий и иттрий при следующем соотношении компонентов,вес.Ъ:Окись хромаВанадийБорХлористый аммонийФтористый алюминийОкись кремнияИттрийОкись алюминия983151 Окись хрома, восстанавливаясь в процессе химико-термического отжига до хрома за счет дисперсного состава, эФфективно обогащает поверхностный слой, способствуя тем саум повышению жаростойкости стали, 5Введение в состав смеси ванадия . и иттрия улучшает адгезию окисной пленки косновному металлу и, как следствие, создает условия для улуч. ения износостойкости инструмента, 10 предназначенного для горючей обработки металлов давлением. Кроме того, эти элементы, благодаря своей большой термодинамической активности, способствуют восстановлению хрома при 15 химико-термической обработке, что позволяет улучшить в поверхностном слое металла его прочность и твердостьФтористый алюминий, входящий Состав Компоненты,вес,% 25 Окись хромаВанадий 28 30 8,0 8,0 9,0 1,5 Бор 0,5 1,0 Хлористый аммоний 3,5 3,0 3,0 фтористый алюминий 4,0 5,0 6,0 Окись кремнияИттрий 1,0 2,0 1,0 2;5 1,0 1,8 Окись алюминия 57,5 49,7 58,0 в течение 2 ч, дальнейший подъем 45 температуры до 1050 С в течение 1 ч,выдержка при 10500 С в течение 10 ч,охлаждение на воздухе.Глубина легированного слоя в пределах выбранного состава и режима 50 составила 50-150 мкм. Т а блица 2 3 2 П р и м е р, Для приготовления смеси указанных составов используют порошки дисперсностью 1 - 200 мкм, Компоненты. перемешивают в шаровой мельнице в течение 2 ч до получения однородного состава.Поверхностное легирование образцов проводят в контейнере, содержание которого изолируют от воздуха по следующему режиму химикотермической обработки: нагрев до 200 фС в течение 1 ч, подъем температуры до 8500 С 3в состав смеси, расходуется в основ ном на восстановление хрома и кремния, а сам не диффундирует в процессе отжига.По данным химического состава алюминий отсутствует в поверхностном слое. Этим повышается диффузионная активность хрома, входящего в состав смеси.Ванадий улучшает теплостойкость поверхностного слоя за счет легирования цементита и карбидов. Бор, вхбдя в состав смеси, в процессе химико-термической обработки, диффундирует по границам зерен, укрепляя их, повышает твердость и износостойкость. В табл.1 приведены составы,используемые для легирования.сталей ЗХ 2 В 8 Ф,Та блица 1 После химико-термической обработки образцы подвергают закалке в масло от 1125 С. Результаты приведены в табл. 2.+ 4 8 +11,0 3Известный формула изобретения Составитель Л.БурлиноваРедактор Г.Безвершенко Техред И.Гайду Корректор А.ференц Заказ 9843/31 Тираж 1053 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,. Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из табл. 2, величины жаростойкости и иэносостойкости ра-, бочих поверхностей пресс-форм и матриц улучшены более чем в 2 раза по сравнению с теми же величинами при обРаботке в известной смеси и более, чем в б раз - без обработки.Экономический эффект составит 420 тыс.руб объем производства пресс-форм и матриц из стали ЗХ 2 В 8 ф ориентировочно составит 150 т. Состав для комплексного насыщения стальных .изделий, включающий хлористый аммоний, ванадий, окись кремния и окись алюминия, о т л и ч а ю,щ и й с я тем, что, с целью повышения жаростойкости и износостойкосо ти обрабатываемых изделий при повышенных температурах, он содержитбор., окись хрома, фтористнй алюмйнийи иттрий при следующем соотношениикомпонентов, вес.Ф:Окись хрома 25 - 30Ванадий . . 8 - 10Бор О, 5-1,5Хлористый аммоний 3 - 4фтористый алюминий 4 - б.Окись кремния 1 - 3Иттрий 1 - 2,5Окись алюминия ОстальноеИсточники информации,.принятые во внимание при экспертизе1. Многокомпонентные диффузионные покрытия.: фНаука,и техникаф,1974, с. 254.2. Авторское свидетельство СССРР 549503, кл. С 23 С 9/02, 1977.