Состав для алитирования стальных изделий

СО 103 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 3(59 С 23 С 9 0 б е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56)1 . Авторское свидетельство СССРР 707990,кл. С 23 С 9/02, 1977.2. Авторское свидетельство СССРР 727710, кл. С 23 С 9/04, 1978.(54 )(57) 1. СОСТАВ ДЛЯ АЛИТИРОВАНИЯСТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий алюмосодержащее вещество, фтористый натрий, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения шероховатостиобрабатываемого изделия и повышениянадежности диффузионного насыщенияв окислительной среде, он дополнительно содержит наполнитель - отходы катализаторного производства,а в качестве алюмосодержащего вещества - ферроалюминий и алюминиевокислый кальций, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Ферроалюминий 5-40Алюминиевокислыйкальций 5-16,Фтористый натрий 3-10Наполнитель - отходыкаталиэаторногопроизводства Остально2. Состав по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что отходы катализа- торного производства имеют следующий состав компонентов, мас.Ъ:Окись железа 31-38Окись калия 0,7"1,0Окись кальция . 2-3Окись алюминия 3-4Закись железаОстальное1073331 Ферроалюминий 5-40АлюминиевокислыйкальцийФтористый натрий5Наполнитель - отходыкатализаторного производства ОстальноеПри этом отходы катализаторногопроизводства (согласно ОСТ 6-03-71-78)имеют составмас.Ъ: Рео 31-38 К ОР10 0,7-1,0 СаО 2-3 ф АРО 3-4, Ре, О,Ре О- ОСтаЛЬНОЕ,Введение в предлагаемый составалюминиевокислого кальция в количестве 5-16 улучшает сцепляемость5 обмаэки с упрочняемым изделием иповышает ее прочность при высокихтемпературах. Увеличение количестваалюминиевокислого кальция свыше16 приводит к уменьшению и алюмо 2 О содержащего компонента, что способствует подавлению процесса алитирования. Уменьшение его ниже 5 непозволяет получить надежных результатов по диффузионному насыщению вусловиях окислительной печной среды.Применение и качестве алюмосодержащего вещества Ферроалюминия вместопорошкообразного алюминия снижаетактивность насыщающей среды, способствует подавлению процесса алитиро"вания, а также снижает способностьвосстановления окислов железа алюминием. Это приводит к снижению количества активных атомов алюминия, которые в меньшей степени реагируютс компонентами смеси и диффундируютвглубь насыщаемой поверхности, образуя диффузионный слой с малой величиной шероховатости,ОИспользование отходов катализаторного производства с размером частиц неболее 0,2 мм позволяет упростить процесс подготовки смеси для диффузионного насыщения, так как не требуетпредварительной операции измельчения5 железосодержащего компонента.П р и м е р. Состав алитированияготовят смешением порошкообразныхкомпонентов фракцией 0,1-0,2 мм вобычных условиях.0 Для нанесения состава на образцыиз стали готовят обмазку, где связующим для порошкообразной смеси является вода.Компоненты для приготовления обмазки: фтористый натрий марки фЧ"по ГОСТ 4463-66, порошкообразныйферроалюминий, алюминиевокислый кальций марки "Ч" по МРТУ 6-09-496-63,отходы катализаторного производствапо ОСТ 6-03-71-78. 5-16 3-10 Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть применено в качестве насыщающей среды для диффузионного алитирования стальных изделий.Известен состав для алитирования, содержащий алюминий и безводный хлористый алюминий при следующем содержанки компонентов, вес.%:Алюминий 92-94Безводный хлористыйалюминий 6-8 1Данный состав позволяет проводить насыщение в герметических контейнерах с плавким затвором. Однако отсутствие огнеупорного наполнителя в названном составе не позволяет использовать его в условиях окислительного высокотемпературного печного нагрева из-за невозможности образования каркаса обмазки, наносимой на упрочняемое изделие. При этом высокая активность насыщающей смеси в условиях высоких температур (700-900 ОС) приводит к образованию шероховатой упрочненной поверхности. Кроме того, возникает необходимость использования дорогостоящей оснастки, затрудняется применение процесса закалки после химико-термической обработки, увели. чивается расход насьпфающей смеси.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является состав для алитирования стальных изделий коф 3 . торый представляет собой смесь порошкообразного алюминия, Фтористого натрия и колчеданного огарка при следующем содержании компонентов, вес.Ъ:Алюминий 15-35Фтористый натрий 5-104Колчеданный огарок 60-80 2Данный состав позволяет проводить насыщение в окислительной среде без защитной оснастки, однако в процессе диффузионного упрочнения возможно 4 сползанИе обмазки с вертикальных стенок изделия и их интенсивное окисление. Кроме того, входящий в состав алюминий способствует активному взаимодействию компонентов 5 обмазки и. как следствие, оплавлению и увеличению шероховатости упрочняемой поверхности деталей.Цель изобретения - снижение шероховатости обрабатываемого иэделия.Поставленная цель достигается тем, что состав для алитирования стальных иэделий., включающий алюмосодержащее вещество, фтористый натрий, дополнительно содержит наполнитель - 60 отходы катализаторного производства, а в качестве алюмосодержащего вещества - ферроалюминий и алюминиевокислый кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: Термодиффузионное насыщение изпредлагаемого состава проводят вобмазках на образцах иэ стали УВАразмерами 10 х 10 х 30 мм.1073331 Обмазку толщиной 4-5 мм наносят на образцы путем погружения последних в подготовленный состав. Сушат в течение 10.-20,мин при комнатной температуре на воздухе, затем помещают образцы в электропечь, нагретую до температуры процесса хнмико-термической обработки, 8500 С, 11000 С и выдерживают 2-6 ч. Закалку проводят при температуре диффузионного насыщения. При закалке обмаэка теряет 10 целостность и отделяется с поверхности образцов, В названных условиях насыщения наблюдается усадка обмазкина величину иРезультаты диффузионного насыще ния стали У 8 А после обработки из составов, содержащих компоненты в различных соотношениях, представле" ны в таблице.20Как видно иэ таблицы, величина усадки обмазки прн 9000 С в течение 2 ч составляет 3-4 мм, в то же время насыщение из известного состава при тех же условиях приводит к боль шей величине усапки - 10 мм. Полу 1Величина Шерохоусадки ватость обмазки , Й, и ф мм мкм НродолжеОтходы ката- ения чнне насылизаторногопроизводства Ферроалюминий Фторнстый натрий Алюминиевокислыйкальций Предлагаемый 4,0 30-50 40 10 6,0 50-70 70 3 ю 5 20-40 5,5 40-60 4,0 30"50 6,0 50-70 35 55 20-40 13 60 20 40-60 30-50 11 50-70 12 40 45 20-40 40-60 19 76 Состав обмаэки, мас,Ъ Ченные данные свидетельствуют обуменьшении величины усадки обмаэкииз предлагаемого состава по сравнениюс известным в 2,5-3,3 раза,Величина шероховатости упрочненнойповерхности из предлагаемого составапри названных условиях диффузионногонасыщения составляет 20-50 мкм, вто же время насыщение из известногосостава при тех же условиях приводитк увеличению шероховатости (100160 мкм. Полученные данные показывают, что величина шероховатостиупрочненйой поверхности из предлагаемого состава по сравнению с известным уменьшается в 2-8 раз.Использование предлагаемого состава для диффузионного алитированияиэ обмазок стальных иэделий обеспечивает по сравнению с известными составами уменьшение величины усадки обмаз.ки на 200 и более, увеличение надежности процесса диффузионного насыщен,ния в окислительной среде, возможность получения алитированногослояна деталях сложной конфигурации,больших габаритов .,Величинанасадкиобмазки Ферроалюминий Ллюми ние- фторисвокислый тый наткальций рий Отходы катализаторного. производства 1Прототипф 2 10 100-160 12 160-320+ Состав обмазки по прототипу, мас.Ъ: алныиний 20, фтористый натрий 7, колчеданный огарок 73. Составитель Г, БахтиноваТехред Т.Маточка Корректор И. Мускавтее пеев.йТираж 900 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Редактор М. Циткина Заказ 279/26 филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4