Состав для нитроцементации изделий

) БРЕТЕН ЛЬСТВ Ий чающийсинтенсификациикачества обраости, он дополнонокислый аммолый аммоний приенин компонентотаноламин 1,ннокислыйнийбденовоаммонийесно-угкарбюри я тем, что, процесса и побатываемой ительно содерний и молибдеследующем в, мас.В: Мол лый Дре ный ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 397565, кл. С 23 С 9/16, 1973.2, Авторское свидетельство СССРР 629246, кл. С 23 С 9/08, 1978.ЬО Ь 5 Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термиЧескойобработке металлов и сплавов, вчастности к карбидизации - виду цементации до повышенных концентрацийуглерода в диффузионном слое, а также к высокотемпературной обработкепри 900-1100 С теплостойких сталейи сплавов, содержащих активные кар"бидообразующие элементы - молибден,хром, титан,Иэвестен карбюризатор, содержащий 15-16 Ъ аморфного углерода, 1-15 Ъкарбонатон щелочных металлов и остальное - полиамидные соединениякапролактама 1).Однако данный карбюриэатор непозволяет при 900-1100 С получатьравномерные карбидные слои на названных сталях и сплавах вследствиенедостаточной активности смеси, склонности к пригарам на участках соприкосновения с поверхностью обрабатываемых деталей. Аморфный углеродтрудно прорабатывается газовым потоком, низка скорость и степень науглерожинания.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту ккпредлагаемому является состав длянитроцементации сталей, содержащий49-71 Ъ триэтаноламина, 5-30 Ъ древесно-угольного карбюратора и карбонатнатрия - остальное2).Известный состав неприменим длятеплостойких высокохромистых и молибденовых сталей и сплавов, приводит к окончательному браку вследствие спекания, ококсования и пригарасмеси к поверхности деталей. Диффузионный слой неравномерен, низка егомикротвердость и износостойкость,Детали зачастую невозможно извлечьиз контейнера, где образуется сплошная спекшаяся шлакообразная масса,При обработке в названном составебрак превышает 40-45 Ъ деталей.Цель изобретения - интенсифика- .ция процесса и повышение качестваобрабатываемой поверхности.Поставленная цель достигаетсятем, что состав для нитроцементацииизделий, содержащий древесно-угольный карбюризатор и триэтаноламин,дополнительно содержит лимоннокислый аммоний и молибденовокислыйаммоний при следующем соотношениикомпонентов, мас.Ъ:Триэтаноламин 1,0-5,0Лимоннокислыйаммоний 0,5;2,0Молибденовокислыйаммоний 0,8-1,5Древесно-угольныйкарбюризатор ОстальноеСостав готовят путем добавленияк стандартному древесно-угольномукарбюризатору по ГОСТ 2407-73 фрак 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ций 3-10 мм триэтаноламина технического СН 4.ОН) по ТУ б 09 2448 72 рлимоннокислого аммония ( МН 4 ) 06 Н.01по ГОСТ 3653-70 и молибденовокислого аммония МН 4)6 Мо 048 0 поГОСТ 3765-72,При укладке деталей в контейнерпроизводится засыпка смеси на дно,затем пропитка ее триэтаноламиноми далее укладка деталей на слой су-.хой смеси с последующим заполнениемсухой смесью всего оставшегосяобъема над деталями. Нагрев контейнеров с мелкими деталями проводятпри 900-1100 ОС в печи ШПмощностью5 кВт, максимальной рабочей температурой 1250 С. Длительность выдержки 2-5 ч.В процессе карбидизации н предложенном составе в контейнере образо"вывается более активная атмосфера сповышенным по сравнению с известнойсмесью содержанием СО, СН 4., Н , ИНЗ,расчет активность атомарного углерода у поверхности деталей, Увеличивается массообмен .углерода в присутствии атомарного азота и болеестабилизируется депассивация поверхности хромсодержащих и Молибденовыхспланон атомарным водородом. Исключается внутреннее окисление вследствие возгонки и восстановления окислов молибдена в водородосодержащейатмосфере. Как следствие, возрастаетскорость и равномерность образованияслоя, ускоряется образонание и ростглобулярных карбидов и карбонитридовв тонком поверхностном слое, Исключается пригорание состава к поверхности деталей и окисление поверхности на сталях и сплавах,Гранулы карбюризатора, кромеучастия в формировании активнойатмосферы, предотвращают окомкование, спекание и пригар остаточныхсмолистых продуктов разложения триэтаноламина, наблюдающиеся при использовании сажи. Исключается пятнистая карбидизация, повышаютсясвойства слоя - микротвердость и износостойкость.П р и м е р 1 Цилиндрическиеобразцы иэ сплава ВХЧ на основехрома с исходной твердостью Ну287 кгс/мм. карбидизируют при950 С н течение 3-х ч н предложенномсоставе, содержащем, Ъ: карбюризатор 95; триэтаноламина 3,5; лимоннокислыи аммоний 0,6; молибденовокислый аммоний 0,9. Слой карбидов имеетубнну 0,46 мм, миррдт 714-758 кгс/мм, равномерен по всей поверхности, однороден по структуре. В сравнении с прототипом глубина слоя возрастает на 240 мкм, на поверхности отсутствуют участки с пригаром смеси, пятнистой карбидиэации не наблюдается. Содержание угле1047994 Марка метериала,роСостав смес Износо- стойкость,г/см ми Состояни поверхно ти после ть о. Р,8 ф 10Р КарбюризатоТриэтанолами ная,тло-себезгаровкисления 5,в ВХ 4 46 Лимоннокислыйаммоний и и 950 Молибденовокислый аммон ч 9 Известный П 0,0 Саж листогококсообраного вещества Триэтанолами,6 0 0,22 й углекис 4,"рода в слое достигло 1,47 против 0,71 при обработке по прототипу. Сравнительные характеристики слоя приведены в таблице. Снижение содержания триэтаноламина в составе смеси ниже 1, а солей аммония ни 5 же 0,5 и 0,8 соответственно приводит к уменьшению образования в газовой атмосфере активных поставщиков углерода - окиси углерода и метана, а также атомарного активного азота, снижается скорость роста кар. - бидного слоя.П р и м е р 2. Цилиндрические упоры из стали М 6 Ф 2 К 8 карбидизируют в контейнере при 1000 С 2 ч в смеси, 15 содержащей, : карбюризатора 91,6; триэтаноламина 5; лимоннокислый аммоний 1,9; молибденовокислый аммоний 1,5. Диффузионный слой с содержанием карбидов до 65 имеет глуби-. рО ну 0,82 мм, микротвердость слоя Н= 857-891 кгс/мм против 0,56 мм и Н = 764-818 кгс/мм при обработке в карбюризаторе по прототипу. Уменьшается зона внутреннего окис- д ления, имеющая пониженную твердость и являющаяся источником возникновения микротрещин, улучшается качество слоя, его износостойкость возрастает в 2,8 раза при контактном трении. При увеличении количества триэтаноламина выше 5 увеличивается образование смолистых веществ. При увеличении добавок лимоннокислого аммония выше 2 и молибденовокислого выше 1,5 недопустимо увеличивается Э окислительная способность смеси. Во всех названных случаях снижается скорость карбидизации, слой неравно- мерен по глубине и по содержанию углерода и азота. 40П р и м е р 3. Мелки.е матрицы из вольфрамомолибденовой стали Р 6 М 5 К 5 диаметром 14 мм карбидизируют при 980 ОС в течение 3 ч в состаэе, содержащем, : древесно-угольный карбюризатор 92; триэтаноламин 5; лимоннокислый аммоний 2; молибденовокислый аммоний 1Слой с содержанием карбидов 63 имеет глубину 0,52 мм, микротвердость Н 6 = 947- 6 о - 1162 кгс/мм , равномерен йо рабочей поверхности. Зона внутреннего окисления распространяется лишь на 5- 6 мкм, в то время как при обработке в составе по прототипу общая глубина 0,27 мм, а зона внутреннего окисления превышает 14 мкм, Изностойкость слоя при абразивном трении 430-455 мин против 300-320 мин при обработке по прототипу, На всей карбидизированной поверхности отсутствуют участки пригара, характерные для обработки в сажевом составе, пропитанном триэтаноламином по прототипу.Во всех случаях при обработке в предлагаемом составе исключены основные характерные для прототипа дефекты в ,пригар ококсовавшейся смеси к поверхности деталей и неравномерность глубины слоя на различных участках поверхности.Таким образом, возможна карбидизация теплостойких хромо- и молибденосодержащих сталей и сплавов на их основе, применяемых при изготовлении специальных конструкционных деталей в электротехнической промышленности, приспособлений и инструмента в машиностроительном производстве. Как показали результаты испытаний, увеличение скороста карбидизации достигается в 1,4-1,6 раза, эксплуатационные характеристики - износостойкость и теплостойкость увеличиваются в 2,1-2,7 раза.1047994 Продолжение таблицы 1080 С, 3 ч 2 с О 094 925 01" 10 Лимо ннокислыйаммоний Молибденовокислый аммоний 1,5 Известный-Ъ1,610 Окомкование,спеканиесостава,пригар коксак поверхности деталей 5,0 0,61 798 СажаТриэтаноламин 91,0..Барий углекислый 4,0 П р и м е ч а н и е. Испытание в бое абразивных кругов в течение 148 ч при скорости вращения 320 об/мнн. Составитель Г, БахтиноваРедактор М, Бандура Техред Л. Пилипенко Корректор И. Эрдейи Заказ 7870/30 Тираж 956 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Детали серого цветабез пригаров