Состав для хромирования стальных изделий

.ф,Иванчикова 2- 3 - 0 иол Окись алюминияХлористый аммоХром 5 Осталено госудд стненный но по делдм изоБретени АВТОРСНОМУ СВИДЕТ.23 С 9/02, 198 1.ША 9 3988515,(54)(57) СОСТАВ ДЛЯ ХРОМИРОВАНИЯСТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий хром,окись алюминия и хлористый аммоний,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения износостойкостиобрабатываемых изделий в условияхинтенсивного абразивного воздействия,он дополнительно содержит цирконийи криолит при следующем соотношениикомпонентов, мас. Е:Цирконий 4Изобретение относится к машиностроению, в частности к химико-термической обработке металла, а именнок насьпцающим составам для хромирования работающих в условиях повьппенного абразивного износа деталей.Известен состав для хромированиястальных иэделий, содержащий хромили феррохром, хлористый аммоний,окись алюминия, магний и карбидообразователи 1"1,Недостатком указанного составаявляется сравнительно низкая износостойкость полученных при его использовании защитных покрытий, что практ.чески исключает возможность длительной эксплуатации хромированныхдеталей и узлов в условиях интенсивного абразивного воздействия.Наиболее близким к изобретению 2 Опо технической сущности и достигаемому эффекту является состав насыщающей порошкообразной смеси для хромирования, содержащий до 30% хрома,до 607 окиси алюминия, до 10% хлорис-.того аммония и до 107 титана 1 23.Однако, отличаясь приемлемой технологичностью, известный состав непозволяет, достичь приемлемой износостойкости защитных покрытий при работе в контакте с абразивными материалами. Целью изобретения является повы-.шение иэносостойкости обработанньц,изделий в условиях интенсивного абразивного воздействия,Поставленная цель достигается тем,что состав для хромирования стальныхизделий, содержащий хром, окись алп 1 миния и хлористый аммоний, дополни-.тельно содержит цирконий и криолитпри следующем соотношении ингредиентов, мас, 7.;Цирконий 2-гКриолит 3 - 545Окись алюминия 40-60Хлористый аммоний 5-10Хром ОстальноеХром - основной известный элемент,вводится в состав по известному пря- омому назначению (для формированияхромового защитного покрытия) и является дополнительной до 1007. частьюпредлагаемой смеси.Окись алюминия тоже предста.вляет 5собой известный, вводимый по прямомуназначению компонент. Однако по сравнению с известным раствором нижнийпредел содержания окиси алюминия е для хромнровадо йО мас.%). о добавки окисив предлагаемгм состав ния изменен (уменьшен Это связано с тем, чт ялю 11 иг 1 я бГ 1 агопрг 1 ятно сказываютсяной поверхности, 40 и 60 мас.7. на чистоте хромирован при этом коггцентрации этого компонента практически не изменяют укаэанного свойства смеси, Однако в случае содержания циркония икриолита по нижнему пределу достижение требуемой абразивной стойкостиповерхности обуслав 11 ивает весьмапродолжительное время хромирования.В частности, при 2 мас. 7,. циркония,3 мас. 7 криолита, 4 мас. % хлористого аммония, хром - остальное иконцентрации окиси алюминия 60, 50,40 и 30 мас. % необходимое времявыдержки составляет соответственно 12; 10,5; 9 и 9 ч, т.е. уменьшает -ся примерно на 307, поэтому нижнийпредел окиси алюминия и принят равным 40 мас, 7Хлористый аммоний тоже относится к известным, вводимьп по известномупрямому назначению компонентам - длясоздания активной газовой среды, чтопроявляется при его содержании впределах 5-10 мас. 7., поэтому такаяконцентрация хлористого аммония назначена иэ соображения удобства шихтовки состава при приготовлении смесей,Цирконий и криолит - новые составляющие смеси, придающие ей требуемуюстойкость хромированных поверхностейк абразивному износу. Их введение всостав для хромирования приводитк новому эффекту, выражающемусяв скачкообразном качестве защитногопокрытия.Для количствснной оценки воздействия новых компонентов на свойствапредлагаемой смеси испыгганиям подверглч ряд ее составов., в которых,наряду с содержанием окиси алюминия3хрома и хлористого аммония в предлагаемых пределах, концентрации циркония 1: криолита систематически изменяли от 0,7 до 6,5:ас. 7 как в условиях раэдельгого их введения так исовместного. Одновременно с этимиспытывали иэвестньй состав с цельюсопоставительной оценки качества(свойств) эа 1 питного покрытия,Испытания проводят на образцах,хромированных с применением всех составов, Образцами служат макеты дета(Изестный) 30 10 9 5 Остальное 3 10 3леи и узлов нового оборудования,контактирующие с высокоскоростными,содержащими абразивные частицы средами. В процессе испытаний макетовпоследние подвергались воздействиюуказанных сред под углами 90,45и 0 град.П р и м е р, Хромирование осуществляют по обычной технологии, используя обычные контейнеры. Температура обработки 1050 С, время выдержки 3 ч. Процесс осуществляют в потоке хлористого аммония.Результаты испытаний приведеныв таблице,15Как видно из данных таблицы, применение известного хромирующего состава не позволяет получить износостойкость защитного покрытия, таккак балл сравнительного абразивногоизноса образцов находится на уровне 7-10, Дополнительное раздельноевведение в состав новых компонентовциркония и криолита - тоже малоспособствует заметному изменению качества хромового покрытия, Например,увеличение раздельной концентрацииэтих ингредиентов от 0,7 до 6,5 мас.%обуславливает рост абразивной стойкости лишь до пределов 10-4 баллов.Примерно аналогично сказывается и ихсовместное введение на уровне 1 %балл стойкости 4-б, введение совместно 2 мас. % циркония и 3 мас. % криолита способствует резкому (в 3-4 раза) повьппению износостойкости слоя.Последующее увеличение их совместногосодержания в предлагаемой смеси вызывает еще больший рост абразивнойустойчивости, оцениваемой 1-2 балла 40ми. Однако превышение свыше 4 мас,% 71 4 концентрации циркония и 5 маг. криолита не вносит заметного улучшгния в сопротивляемость износу защитного слоя. По этой причине гранпчны пределы содержания циркония и криолита приняты 2-4 и 3-5 мас. % соответственно,Таким образом, совместное дополнительное введение новых компонентовв предлагаемый состав качественнопроявляется на его свойствах, а именно повьппает износостойкость в 35 раз, Положительная роль этих компонентов состоит в Фоомиоовании весьма стойкого к износу карбидного слояза счет выделения мелкодисперсныхвторичных фаз и активации насьпцающейгазовой атмосферы.Предлагаемый состав для хромирования может найти применение для химико-термической обработки новых видов оборудования с повьппенными требованиями стойкости к абразивномуизносуВместе с тем он может бытьтакже широко использован в отрасляхнародного хозяйства, специализирующихся на производстве износостойкихдеталей и узлов, так как его внедрение по сравнению с известными составами смесей позволяет значительноповысить срок службы деталей и узлов.Экономический эффект от внедрения предлагаемого состава составляеториентировочно 300-400 руб/т обрабатываемых деталей, что достигаетсяпутем повышения в 3-5 раз долговечности деталей и в 1-1,5 раза уменьшения их материалоемкости, позволяющей сократить расход конструкционных материалов,