Состав для хромирования стальных изделий

(51) 5 С 23 ОСУДПО ИЗОПРИ ГНН АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВУ тносится к химикотке материалов .и сь ал ние относится .к химико- обработке материалов, и спользовано в машиностроростроении, пищевой продля повьппения эксплуатаактеристик изделий,Изобретеермическойожет быть и Остально и прибо ности мьппл ннь х является повыстойкости и толЦелью изобрете ение кави онно щины покрытииСостав, вкинертную добательно содержи и порош ктивато ома,полни ч кут м аванадат аммон е ч на шелке, иэготовленическом анализе.Использование метавв совокупности с иртной добавкой и хл на соотношении комп при следующемтов, мас.Х: Порошок хр Хлористый аммоний т ата аммо 4 а рошков хрористым аммоличествахпокрытия я 2 и ем в указанных вьшеиводит к формировани Впотаванадатаммония К А ВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛ(71) Киевский политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьскосоциалистической революции(54) СОСТАВ ДЛЯ ХРОМИРОВАНИЯ СТАЛЪНЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение отермической обрабо может быть использовано в машиностроении, приборостроении и пищевой промышленности для повышения эксплуатационных характеристик изделий. Цель -повышение кавитационной стойкости итолщины покрытий. Состав для хромирования включает компоненты при следующем,соотношении, мас,Х:порошок хрома 40-.48,/хлористый аммоний 1-2, метаванадатаммония 4-10, окись алюминия остальное, Использование состава позволяетповысить в 1,5-1,7 раза кавитационную стойкость и в 1,5-1,6 раза толщину покрытий на углеродистых сталяхи стали 40 х 13, 1 табл,Хром используется в виде порошка технической чистоты, полученного при размоле хрома марки ХО зернистостью 1-2 мм, ХН,ЧО. - метаванадат аммония бесцветные или желто-белые кристаллы с ромбической решеткой, при нагреве разлагаются,Метаванадат аммония применяется в текстильной промышленности в качестве протрав при крбумажных тканей и длявьппенной твердости, толщины и кавитационной стойкости,Иетаванадат аммония в процессе нагрева порошковой смеси разлагается с образованием следующих соединений:5 ВН ЧО ИН+ Ч,О (1) ИН -И+Н 3 13 МН С 1 - С 1 + й 1 Н С 1 + Н + НФ 3Сг + С 1 -СгС 1 Ч + С 1 - ф ЧС 13+3,. Хлориды хрома и ванадия взаимодействуют с насьпцаемой стальной поверхностью образцов по реакции: 33 СгС 1 + Ре- Сг + РеС 1 з (7) ЧС 1 + Ре - Ч + РеС 1 з3+(8)35 При этом образуются активные атомы хрома и ванадия, который диффундиуют в изделие.В результате взаимодействия атомов хрома и ванадия с углеродом сталь ной матрицы формируются карбидные покрытия (Сг, Ч) С и (Сг,Ч) С , отличающиеся собой микрозернистостью (0,10,5 мкм).Атомарный азот, образующийся в результате протекания вышеприведенных реакций;, адсорбируется насьпцаемой поверхностью образцов, повышая .активность поверхности и способность к адсорбции хрома и ванадия, ускоряя 53 процессы диффузионного формирования покрытий. Атомарный азот принимает участие в формировании покрытий и тем самьщ увеличивает толщину покрытия,55 Условия насыщения и структура образующегося покрытия обеспечивают повышение толщины и кавитационной Образующийся в результате реакции 5 (1) ЧО 5 испаряется (температура испарения порядка 700 С),В дальнейшем возможны реакции хлорирования окисла ванадия и порошка хрома стойкости, Структура формирующихсякарбидных покрытий при насьпцениив предлагаемом составе, отличаетсяособой мелкозернистостью (0,105 мкм) в отличии от известной(1,5-2 мкм). Благодаря этому и достигается значительное повьппение кавитационной стойкости.П р и м е р, Процесс нанесениякарбидных покрытий заключается в сле -дующем. В контейнер помещают частьнасьпцающей смеси. Затем в тигель по-мещают изделия и засыпают оставшейсячастью порошковой смеси, Для предотвращения проникновения воздуха в насьпцающую камеру контейнер закрываютлистом асбеста и засыпают натросиликатное стекло толщиной 10 мм. Принагреве до температур ведения процесса, составляющих 1000, 1050,1100 С воздух из контейнера вытесняется нродуктами разложения метаванадата. аммония и хлористого аммониячерез затвор. При этом натросиликатное стекло расплавляется (750-800 С)и герметизирует контейнер. Послеокончания изотермической выдержки продолжительностью 4-8 ч контейнер с деталями извлекают из печи и охлаждаютдо комнатной температуры на воздухе.После охлаждения контейнера застывшийсиликат разбивают, контейнер распаковывают и извлекают детали с чистойповерхностью не требующей дополнительной очистки,В таблице приведены примеры свойствпокрытий, полученных по предлагаемомуиизвестному составампорошков, Толщину и микротвердость карбидных покрытий определяли по стандартной мето-.дике на приборе ПМТ. Испытания покрытий на кавитационную стойкость проводили магнитострикционным методомна приборе УЗДНТ при частоте 22 кГц.Из данных, приведенных в таблице, видно, что кавитационная, стойкость покрытий, полученных в предлагаемых составах, возрастает в 15-1,7 раза посравнению с известным, а толщина покрытий увеличивается в 1,5-1,6 раза,кроме того, наблюдается некоторое увеличение микротвердости.Формула из обретенияСостав для хромирования стальных изделий, включающий порошок хрома, окйсь алюминия и хлористый1588802 аммоний, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения кавитационной стойкости и толщины покрытий, он дополнительно содержит мета=ванадат аммония, при следующем соотношении компонентов, мас.7: Порошок хромаХлористыйаммонийМетаванадатаммонияОкись алюминия,40-48 1-2 4-10Остальное Микро твердостьН, ИПа Компоненты насыщающей смеси, Насыща . мас.Е емый Толщина кар бидног слоя, мкм Кавитационная стой Состав материал(сталь) костькг/м чг 6,8 1 О 6,810 6,4 10 50248 16500 16500 16500 орошок хром С 1 вест 8ОХ 13 кись алюми редлагамый 2 16500 6,5 О 16500 6,1 10 45 У 8 Порошок хрома11 НС 1Метаванадат 6,1 10 5 ф 8, О ф 5,6 .10 40 Х 13 6500 7000 7000 ммониякись алюминия 60,540 3 П М45У 8 1 О 14 ошок хромаС 1аванадат 12 5,6 1 700 257441,ОХ 13 аммонияОкись алюмийияПорошок хромаС 1МетаванадатаммонияОкись алюминияПорошок хромаНН С 11 фетаванадатаммонияОкись алюминияПорошок хромаИетаванадат 18000 18000,5 О ф ,3 1 О-ф 16 15 4,3 10 4,0 10 4,010 8000 450,5441,5 ОХ 13 18000 18000 18000 15 8 4,0 1 б48,442 13 4,3104,210 8000 8000 45 У 8 20 4,21 О 180 40 Х 16 84648 аммонияОкись алюми я 4,41 О 4,3 10 14 18 18000 18000 45 У 8 орошок хНС 1 МетаванадатаммонияОкись алюминияПорошок хромаЯН фС 1МетаванадатаммонияОкись алюминияПорошок хромаНН С 1 000 4,3 1 О 1040.401 Х 13 18000 18000 4,5 10 4,3 10 4,3 10 1800 40 Х 93 45У 81588802 Продолжеыие таблицы 5 6 МетаванадатаммонияОкись алюминияПорошок хромаЯНС 1МетаванадатаммонияОкись алюминияПорошок хромаМ,1 С 1ИетаванадатаммонияОкись алюминия 13 17500 5, 7 10 40 Х 13 1249501 11 16500 6,4 1014 16500 6,0 10. 45 У 8 10 12 16500 6,0 1 О 40 Х 13 148503 11 17500 6,0 10 13 17500 6,0 10 45 У 8 12 17500 6,0 10 40 Х 13 11 36 Составитель С. КучерявыйРедактор М. Недолуженко Техред Л,Олийньпс. Корректор Э. Лоичакова Заказ 2518 Тираж 812 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская иаб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101