Способ химико-термической обработки никелевой ленты

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 6578 А 1 ГОСУДАРСТБЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИ 3 ОБРЕП: НИЯ(54) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НИКЕЛЕВОЙ ЛЕНТЫ(57) Изобретение относится к металлургии,а именно к химико-термической обработкеметаллов и сплавов, и может быть использовано, в частности, для получения защитныхпокрытий на никелевых лентах конвейерческая об : Машино Изобретение относится к металлургии,именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано, в частности, для получения защитных покрытий на никелевых лентах конвейерных электропечей для термической обработки ферритов,Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости, механических свойств и коррозионной стойкости никелевой ленты.Способ включает диффузионное хромирование никелевой ленты и последующий отжиг на воздухе при 890 - 990 С в течение 5 - 90 мин с последующим охлаждением на воздухе до комнатной температуры.Предлагаемый дополнительный отжиг обеспечивает получение на поверхности никелевой ленты плотной пленки оксидов хрома, которая значительно замедляет диффузию паров и оксидов серы к сердцевине ленты в условиях недостатка кислороа ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ УВИДЕТ) Ы 2 и и 1 69я)5 С 23 С 1030 ных электропечей для термической обработки ферритов. Целью изобретения является повышение эксплузтационной стойкости, механических свойств и коррозиснной стойкости никелевой ленты, Способ включает диффузионное хромирование никелевой ленты и дополнительный отжиг на воздухе при 890 - 990 С з;ечение 5 - 90 мин с последующим охлаждением на воздухе до комнатнол температуры. Предлагаемый способ обеспечивает повышение эксплуатационной стойкости никелевой ленты эа счет повышения качества покрытия, стойкости на изгиб и растяжение при взаимодействии ее с парами и оксидами серы в условиях недостатка кислорода. 2 табл. да. Уменьшается количеатвосернистых соединений никеля в ленте и она дольше сохраняетсвою пластичность в среде паров и оксидов серы,Без такого отжига хромированный слой имеет пористую. структуру, вследствие чего при термической обработке ферритов в условиях недостатка кислорода образуются хрупкие сернистые соединения никеля, которые приводят к отслаиванию покрытия и снижают стойкость ленты на изгиб.Проведение дополнительного отжига при 890 - 990"С. в течение 5 - 90 мин обеспечивает повышение качества покрытия и стойкости ленты на . эгиб при взаимодействии ее с парами и оксидами серы в условиях недостатка кислорода, что приводит к увеличению срока службы ленты.Вьход за зти режимы приводит либо к диффузии никеля к поверхности, либо к образованию недостаточно плотной оксидной пленки. В обоих случаях образуются серни 1696578Стые соединения никеля и плотность лентыуменьшается,П р и м е р. Предварительно обезжиренную никелевую ленту толщиной 0,3 мм подвергают хромированию в смеси. состава,мас.),. Сг 50; А 120 э 49; МН 4 С 1 при 1000"Св течение 6 ч в контейнере иэ жаростойкойсали с плавким затвором. Иэ этой лентыизготавливак)т поддоны размером 75 х 85 х5 мм и отжигают их в камерной печи в интервале температур 850 - 11000 С с выдержками 5 - 120 мин и затем охлаждают навоздухе до комнатной температуаы. Б подготовленных по предлагаемому способуподдонах многократно проводят термичеСкое разложение смеси сернокислых солейжелеза, никеля, цинка, марганца и меди,применяемой для получения ферритов, при960 С в течение 20 мин. После 40 мин эксплуатации поддонов из них вырезают образцы в виде полос 80 х 15 мм, которыеподвергают испытанию на изгиб.Для сравнения два поддона не подвер.гают отжигу, а один поддон изготавливаютиз ленты без диффуэионного храмирования, Из этих поддонов после их работы всреде паров и оксидов серы вырезают такиеже образцы, Качество покрытия и срок служ.бы лент оценивается по количеству перегибов образцов до их разрушения (радиусСиба 2 мм, угол гиба 900),Результаты испытаний приведены втабл. 1.Как следует из табл, 1, образец никелеВой ленты без покрытия (М 1) после 240 минфаботы в среде паров и оксидов серы разруФается после одного изгиба.Диффузионное храмиравание без дойолнительного отжига образцы М 2 и М 3)ме дает увеличения срока службы лент поСравнению с непокрытой никелевой лентой(образец М 1). При работе образцов ленты всреде паров и оксидов серы уже через 60Мин покрытие отслаивается (образец К. 3).ДифФузионное храмиравание с дополнительным отжигом дает существенное повышение стойкости покрытия и увеличениесрока службы ленты. Наилучшие результатыполучены на образцах М 4 - 9, которыепроходили отжиг в диапазоне температур890 - 990 С и выдеркек 5 - 90 мин.При температурах ниже 890 С, дажепри выдержках в 120 мин, качество пакрытия значительно хуже, так как в покрытии лентыне успевает образоваться плотная защитнаяпленка оксидов хрома (образец М 10), Притемпературах выше 990 С, даже при выдержке в 3 мин, начинается расслаивание покрытия, приводящее ва время работы всреде паров и оксидов серы к образованию 10 15 20 25 30 35 40 45 50 хрупких соедмнений никеля, что снижает срок службы никелевых лент (образец М 12), Те же явления возникают и при более низких температурах 940 С) при выдержках бо-лее 90 мин (образец М 11),Образцы никелевой ленты подвергаются также испытаниям на растяжение и коррозионную стойкость. С этой целью по ГОСТ изоавиаюся образцы соаесующих размеров, которые после отжига и термического разложения на них смеси (как и перед испытаниями на. изгиб) подвергают испытаниям на корразионную стойкость гравиметрическим методом и на растяжение на разрывной машине типа " КЯТНОН",Качества покрытия и срок службы никелевой ленты оценивают по величинам временного сопротивления на разрыв оа, относительно удлинения д и привесу на единицу площади таких образцов, Для сравнения испытаниям подвергают один образец беэ отжига и один образец без диффузион- НОГО храмиравания.Результаты испытаний приведены в табл, 2,Как следует из табл, 2, образец никелевой ленты без покрытия (М 1) после 240 мин рабаты в среде паров и оксидов серы имеет низкое временное сопротивление на разрыв и высокое относительное удлинение. Эта приводит к быстрому провисанию с последующим разрушением конвейерной ленты йз такого материала, работающей на растяжение с изгибом.Диффузионное хромирование без дополнительнага отжига (Образец М 2) снижает временное сопротивление на разрыв и относительное удлинение за счет образования хрупких сернистых соединений никеля. Низкое значение временного сопротивления на разрыв приводит к быстрому разрушению конвейерной ленты из такого материала,Диффузионное храмирование с дополнительным отжигам дает существенное повышение временного сопротивления на разрыв (а следовательно, и срока службы никелевой ленты) и некоторое увеличение отнаситепьнага удлинения по сравнению с образцом М 2 без дополнительного отжига, хотя эта величина остается ниже,чемуобразца М 1 без покрытия. Однако, так как натяжение конвейерной ленты может регулироваться, небольшие колебания (в пределах 1 - 10) величины относительного удлинения существенно на сроке службы ленты не скаэыватюся,Наилучшие результаты по прочностным свойствам получены на образцах М 3, 6, 7 (табл. 2), которые проходили отжиг в диапа1696578 Таким образом, результаты .испытанийна изгиб, растяжение и корроэионную стойкость показывают, что использование предлагаемого способа обеспечивает повышение 5 эксплуатационной стойкости ленты эа счетповышения качества покрытия, стойкости ленты на изгиб и растяжение (беэ ухудшения коррозионной стойкости) при взаимодействии ее с парами и оксидами серы в 10 условиях недостатка кислорода,Формула изобретения Способ химико-термической обработки15 никелевой ленты, включающий диффузионное хромирование, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения эксплуатационнойстойкости ленты, механических свойств икорроэионной стойкости изделий, после диф 20 фуэион ного хромирования проводят отжиг навоздухе при 890 - 990 С в течение 5 - 90 минс последующим охлаждением на воздухе докомнатной температуры,Таблица 1 Суммарное Число изгиХарактеристика Режим отжига ленты Образец бов до раз- рушения время работы образца в среде паров и оксидов серы, мин е Время,минТемперату- оС 240 2 3 4 11245 24060240 890Р 920 940 960 960 990 850 90 60 57.55 50 48 8 303015605120 240 240 240 240 240 240 6 .7 8 9 10 30 21 940 1100 11 12 зоне температур 890 - 990 С и выдержек 5 - 90 мин.При температурах отжига ниже 890 С, даже при выдержках в 120 мин, качество покрытия хуже, так как не успевает пройти диффузия хрома и образоваться плотная пленка оксидов с равномерным содержанием хрома. При температурах выше 990 С, даже при выдержке в 3 мин, начинается диффузия никеля к поверхности, приводящая во время работы в среде паров и оксидов серы к образованию хрупких соединений никеля, что уменьшает величину временного соп ротивления на разрыв, а следовательно, и срок службы никелевых лент (образец М 5, табл. 2). Те же явления возникают и при более низких температурах (940 С) и выдержках более 90 мин (образец гв 8, табл. 2),Коррозионная стойкость всех образцов одинакова в пределах ошибки измерений. Сравнительно высокое значение привеса на единицу площади объясняется наличием на образцах остатков ферритовой смеси. Без диффузионного хромированияПокрытие отслаиваетсяТо жеПосле диффузионногохромирования Частичное отслоение покрытия1696578 Таблица 2 ленты Конечная расчетная длина, мм Время,минСоставитель,4, КучерявыйТехред М,Ыоргентал едактор И.Горна исное откры 1 ираж Порствен ного комитета по иэобречениям 113035, Москва, Ж, Рауаская йаб каз 4282 ВНИИПИ Гос при ГКР Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 вани 30 12 С 3 90