Состав для цирконоалитирования стальных изделий

(54) СОСТАВ СТАЛЬНЫХ ИЗ (57) Изобре лургии, в ч ческой обра и может быт строении дл ния изделий ОВАНИ ДЛЯ ЕЛИЙ Н мет тер ие относит хи астност ботке в ь испол я поверизгот вых ед но о м зован ности н из леровленных Порошок)Н 4 С 1 5 еличе ойкос мини Окись А 10стальное ирования осущев течение 2- аботки в таком изделий обраой, состоящий легированных олибденом, имею- и кислотостойконоали0-1100 Процесс цирствляют при 9010 ч. В резульсоставе на повзуется диффузииз силицидов циазотом, алюминищий высокую твкость а хност ный с к еми м рдость СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР ПРОПИСАНИЕ ИЗОБР МУ СВИДЕТЕЛЬСТ Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий цирконием, алюминием, кремнием, молибденом и азотом, и может быть использовано для увеличения долговечности иэделий, работающих в агрессивных средах.Цель изобретения - ув ние кислотостойкости и износост ти изделий.Поставленная цель достигается тем, что состав для цирконоалитирования стальных изделий, содержащий порошок циркония, порошок алюминия и наполни- тель, дополнительно содержит аммоний молибдосиликат и аммоний хлористый, а в качестве наполнителя - окись алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.Е: дистых сталеи. Цель изобретения - по" вьппение кислотостойкости и износостойкости обработанных иэделий. Состав для химико-термической обработки содержит, мас.Х: порошок циркония (2 г) 25-35, порошок алюминия (А 1) 20-25, аммоний молибдосиликат 2(БН,) О 31) 012 МоО ВО 12-16, хлористый аммонии (ИНдС 1) 3-5, окись алюминия остальное. Обработку проводят при 900-1150 С в течение 2-10 ч. Использование данного состава обеспечивает повьппение иэносостойкости в 3,1-4,5 раза.и кислотостойкости - в 2-2,4 раза по сравнению с изделиями, обработанными в известном составе. 2 табл.Я1-16 3-5Остальное 3 153 ОПорошок циркония и алюминия вводятс целью получения атомарных циркония и алюминия, которые диИундируют в поверхностные слои изделий и образуют5 сложные соединения, имеющие высокую твердость и кислотостойкость.Лммоний хлористый является активатором,При разложении аммония молибдосилиКата образуется атомарные азот, молибен и кремний, которые, диФфундируя воверхностные слои иэделий, образуютожные соединения, имеющие вь.сокую. твердость и кислотостойкость. 15Окись алюминия вводят в состав с Целью предотвращения спекания частиц состава и их приваривания к поверхности иэделииПроцесс цирконоалитирования осуще" 20 ствляют следующим образом.Изделтля предназначенные для химико-термической обработки, абезяириают в горячем (80-90 С) 5%-ном щелочном растворе и сушат при 100-150 С.2 Б Остывшие изделия укладывают в контейнеры с плавкими затворами, послойно Пересыпают смесью указанного состава, загружают в электропечь, нагревают до 900-1150 С и выдерживают при зтои ЗО температуре 2-10 ч, Вместе с изделиями цирконоалитированию подвергают образцы, изготовленные иэ той же стали, что.и изделия, по которым определяют толщцну диффузионного слоя и его свойства. После окончания ьплрконоалитирования контейнеры выгружают иэ печи, охлаждают до комнатной температу" ры и разгерметизируют, Зффективность предлагаемого состава для цирконоали-,40 тирования подтверждается примерами.П р и и е р 1 Образцы, изготовленные иэ стали марки 40 Х, подвергают цирконоалитированию в составах, массовое процентное содержание которых представлено в табл. 1. Темперао тура процесса 1000 С, а продолжительность выдержки 4 ч После обработки образцы подвергают испытаниям на износ на машине трения марки "МИ", оп ределяют толщину диузионного слоя, его тверцость инспытывают на кислотостойкость в 50%-ном водном растворе азотной кислоты. Кислотостойкость 84оценивают по времени полного растворения образцов в растворе кислоть,Полученные результаты представлены в табл. 1.Оптимальным является предлагаемыйсостав для цирконоалитирования.При содержании активных компонентов менее нижних предельных значенийизносостойкость и кислотостойкость образцов увеличиваются незначительно посравнению с известными образцами, апри содержании активных компонентовболее верхних предельных значений износостойкость и кислотостойкость образцов не увеличиваются.П р и м е р 2. Образцы, изготовленные из сталей марок Ст.3, 10, 08 кп,45 Л, и 65 Г, подвергают цирконоалитированию описанным способом. Температура процесса 900 С, а продолжительность выдержки 2 ч. После химико-термической обработки образцы подвергаютиспытаниям на износ и кислотостойкость, определяют толщину диффузионного слоя и его твердость,Результаты испытания представленыв табл. 2.Как видно из табл. 2, износостойкость образцов после цирконоалитироватля в предлагаемом составе в 3, 1-4,5раза, а кислотостойкость в 2,0-2,4раза выше, чем износостойкость и кислотостойкость образцов после цирконоалитирования в известном составе.Формула и э обретения Состав для цирконоалитирования стальных изделий, содержащий порошки цнркония и алюминия и наполнитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что., с целью повышения кислотостойкости и износостойкости обработанных изделий, он дополнительно содержит аммоний молибдосиликат и хлористый аммоний, а в качестве наполнителя содержит окись алюминия при следующем соотношении компонентов, мас,%:Порошок циркония 25-35Порошок алюминия 20-25Аммоний молибдосиликатХлористый аммонийОкись алюминия1532708 Та блица Содержание компонен- Толцина Твердость Износ, Кислототов, мас.й слоя,мкм слоя,ИПа г/смерч стойкостьч Состав 8500 2,28 38 158 Порошок циркония 20Порошок алюминия 15Аммоний молибдосиликат 10Аммоний хлористый 2Окись алюминия 53Порошок циркония 25Порошок алюминия 20Аммоний молибдосиликат 12Аммоний хлористый 3Окись алюминия 40Порошок циркония 30Порошок алюминия 22Аммоний молибдосиликат 15Аммоний хлористый 4Окись алюминия 29Порошок циркония 35Порошок алюминия 25Аммоний молибдосиликат 16Аммоний хлористый 5Окись алюминия 19Порошок циркония 37Порошок алюминия 27Аммоний молибдосиликат 18Аммоний хлористый 6Окись алюминия 12 14600 0,86 75 184 15200 0,68 83 198 204 16800 Оь 55 87 16800 0,55 87 204 Известный состав150 6300 2,46 32 Порошок циркония 5 Порошок алюминия 20 Связка 751537708 Таблица 2 ТвердостьслояИПа Износ, Кислотог/смф ч стойкость Толщинаслоя,мкм Сталь Состав среды Опыт Известныйн нПредлагаемыйЗаказ 146 Тираж 787 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, ЖРаушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород ул. Гагарина, 101 1 Ст.З2 103 08 кп4 45 Л5 65 Г6 Ст.З7 108 08 кп9 45 Л10 65 Г 7 102 4600 99 4550 100 4600 97 6000 90 8200 114 13400 109 13600 112 13800 108 1450096 17300 5,00 15 5,03 14 4,81 14 3,62 12 3,38 10 1,72 38 1,68 34 1,65 32 1,24 28 1,10 24