Порошковая шихта для термодиффузионного хромирования стальных изделий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ ЬЭ О Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Челябинский государственный техническийуниверситет(73) Челябинский государственный техническийуниверситет(54) ПОРОШКОВАЯ ШИХТА ДЛЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ХРОМИРОВАНИЯ СТАЛЬНЬ 1 Х ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к составам дпя химико-термической обработки и может быть использовано в машиностроительной и других отраслях промышленности для повышения износостойкости изделий из инструментальных и конструкционных сталей Сущность изобретения порошковая шихта содержит, мас 96: пылевидные отходы от выплавки хрома - 42 - 60, йодистый аммоний - 2 - 5; порошок алюминий - 10 - 20, отработанный катализатор производства искусственного каучука - 15 - 46 2 табл.Иэгбретение относится к хк 11 ко-тер).1)4- 11.ской .)1 эа(эотке. стальных 11:)де.лий и может блТЬ ИСПОЛЬЭОааНО В МЛШИНОСТ(ЭО(4 ГЕ)Ь НОй и других отраслях промььшлености для ионы шения износостойкпсти изделий ь(з 4 стт)у- МЕН)а/)Ь 11,(Х И КОНСТРУКЬЬ 4 О 511.Х С(а/)С 51,ИЭВЕЭСТ(311 СОСТаа Д/)Я )4 с)СЫ(.1(Е 15) ЦОБЕР- хостых слоев стальных изде/ й хрольо) в порошковой шихте, содержащий, мас,ф,.рОМ с:ГЭ, Д 1 ОЗ 49 И МНЛС 11 1, ХЬ 1"кк/)-ТЕрЛ 114 ческая обработка производится в котойере пгэи 1000-1100 ОС в течеьие 6 2 ч.,",и(13 141(, .С),. 11; .11 1 ЛЧ;:ск ; ГЬДЕ/И(1,1; 11..:е б;111,) ", 1; (эхс "1 Г,)10 С)И 11 ДО(., 51(ав)10 МУ Ось) ЕКЭУ К 1 ЧГ)гаЭИО 1 5 вл)101(эя ших Га /),г)я т -ьэмеэд)ффу:15101 Г) 0 хре).141)рОас)НИА С(а/1111 Х ИЗДЕ/1 И)1, ( О 1 жащя 1)/С.,5 Г-ОрСВЮК Меди - 20- 30, ПО сОК а/0 миния - 15-17; хлорист(,(й аммлй - 2 .1, ОКСИд ХрОМа - ОСтаЛЬНОЕ 1, ЭЭс Шь)кта ПО= ) 0/ Я , Т П О Ч УИ Г Ь 1.1 С Т Л Л Ь Н 1, К 11,)( Е 11 14 Х Д0 Г 0 ги;м дь 1),"/зи;1 э сл(, ГО5 гЭ) 1:ОРГЭОЭ 11)1 с 1 С, Ой КОС(1 1; . 1),":Ь)01(Е(Э. дос ,к )1 родесс д 11 у 11.о 1(э о Н;(,ЕЕ.1 1 Я )ОВ(4 Р (ПОСТ,(Х С Л(. ) /1(ЕСТ В ляк)т цри (/10-гэв( С а теченеч л ) оТе- ере с цлаакил 1 заэ вором.Осовныи едсстаткал(и э(пй шхты является низкое качество и ее до;)пгоацзна за счет использования дефиць)Г(1(351 и дорогой порошковой меди, а также стен(дартОго порошка оксида хрома. Ресурсы до)сгцх по рошковых материалов (хром, л(е;1) в промышленности ограничены, ь.) чожс время 1 МЕтаЛЛУРГИИ НаКОПЛЕНО ОГРО(игОЕ КГЭ/) 1 (Е(:Э- во порошковых отходов, сод)жащь)х, ца- ПРИМЕР, ХИМИЧЕСКИЕ СОЕ,с,)Л ХРОМО.РЕШаЕМая ИЗОб(ЭЕТЕ 15 31 Э.:/а Л - Сцжение технологических заэ рл г и полы О)е)11 качества хромового покрытия.Этодостигается тем, что порал гз)051 цхта для термодиффузионного хрол(ц 1)013/3 я стальных изделий, включающая порошок алэминия, хромсодержащей компонент и актив)- тор, дополнительно содержит отр: ботаый катализатор производства искусс(31 о(о каучука, в качестве хромсодержащего компонен. та - пылевидные отходы от выплав).и хрома, а в качестве активатора - йодистый аммоций ПРИ СЛЕДУЮЩЕЛ 4 СООТНОШЕНИИ КОМЦОЦЕНТОВ, мас.пылевидные отходы огвыплавки хрома 12-(ЭО йОДс)СТЫй аЛ)МОий 2-5 порошок алюминияотработа)1 ыьч катализаторцроиэоводсва искусс(11(:.)иээ1: сь 11 у К Ч 1, 16 ПЬ(/Ь ОТ ВЫПЛаКИ ХРОМ(1 (ГО.Тс) Указа)4в г)эб/1,1), не)1 алиат)е)1 ая а 1(1)клонах газо о(истки, содер)кит 1 ебэх(э/14 лй для ди 1)фузио;ого хромиропл ця к(э) ц(1 .1 т - оксид хГэл 1(1 (СГ/Сэ 5), о(орый цри )Г)эо)эз шихты 1 ОВосстанаа/) ЧОТС) ОЛЮ 1 51ЕСКОГО ХРОМЭ ЦП Ра). ,:1СГ 2 ОЗ 1 2/11.= /5 ГЭЭ." ,1; 1)1и С)05(гэ 111, 5 ц 1 кеэ цгле)лл 1 о)рябо(л- ) и клли, (орл 01;1 оэ Гг)д(с)д )Г кусст/1 1 Э КГ(/Ч )Л 15)101,. с"(Э 1, . СЭО, ,Э )Э ,( ь 4, Г;Ч 11 (. Д) Хг)ОЛ ц)1-э отработэ ноо катализатора производства искусственного каучука снижает технологические затраты нэ хромирование.Содержания е шихте йодистого аммония менее 2% и аломиия менее 10% приводит к резкому уменьшению плотности и толщины диффузионного слоя, снижению его корроэионной стойкости. Содержание е шихте элюмиця более 20% ухудшает качество поверхности, происходит образование 10 цд поверхности язпелия хролированной зоны с низкой плотностью, высокими пористостью и шарохоеа гостью,Увеличение содержание аммония в шихте более 5% на улучшает качество по крытия и на поеьшает скорость его образования, однако удорожает стоимость шихты и сниждаг з 4 Фектиецгсть всей обработки.При содержании е шихте отработанного катализатора более 46:"./ и пылевидных отхо дое от выплавки хролэ менее 42% ухудшэетсл кдчесгео е связи с неблагоприятными изменениями е минералогическом составе ддццой шихты, г которой при этом накапливается больша; количество примесцых соа динаний, содержащих оксиды кальция и креглция, Эти соединения обладдот ограницацньяи инертными свойствами по отношению к мета;личаским изделиял и при отжиге могут налипать цд поверхность, если 30 их содержание велико. Шихта, содержащая менее 15% наполнителя из отработаного катализатора и более 60% пылавидных отходов от выплавки 35 хрома, це обаспа Рэат по учение хромного покрытия удовлетворительного качества из-эа его высокой гористости и шероховатости (г2 мки), Это обьясняется неоптимальным сочетанием необходимых 40 химических элементов в состаза шихты: высокой концентрацией ндсыщдющего компонента оксида хромала (49%) при низком содеркации наиболее инертного оксида алюбляния (10%) и большом количестве 45 примесного элемента из оксида кальция(14%). Данный химический состав шихты хэ. рэктеризуется наличием легкоплавких аломинатов кальция (типа СаО А 20 з), которые при нагреве размягчаются и налипают на поверхность изделия, ухудшая качество покрытияП р и м е р. Готовят смешиванием порошковые смеси для диффузионного насыщения (см. табл.2). 0 брээцы из шэрикопоцш.,пц,.ка - еой стали ШХупаковывают в контейнеры и з ыпают приготовленными пооошковыми смесями, Наводят плавкий завор и помащдют контейнер в печь, нагретую до (1050 + 15)С, выдерживают в течение 4 ч. Затем контейнер извлекают иэ печи, охлажддот до колнатцой температуры и рдспакоеыеаот,Результаты испытаний извлеченных образгв представлены в табл,2,1 оррозионнье испытания образцов пггводцлись е 1 п",- О "од."с.", раствора азотной кислоты при 70"С, Скорость коррозии оценивали по по 1 ере массы образца нд единицу поверхности за 1 ч. Взеешивэна до и после испытаний проводили нд андлитических весах с точностью до 0,001 г.Микротвердость диффузионного слоя определяли нд м:кротвердоыетра ПУТ-З, а толщину и пористость покрытия - нэ металло рафическом микроскопе "ЙеопЬрот",Шероховатость поверхности хромированных изделий оценивали нэ профилометраАнализ полученных результатов свидетельствует, что термодиффузионндя обработка стальных изделий соглдсно предлагделому решению характеризуется высокой прочностьо (12000 - 16000 МПа) коррозионной стойкостью (1,8 - 2,7 мг/(мм ч) и хорошим кдчествол поверхности (В = 0.32 - 0,61 мкм), Стоимость шихты по сравцанио с прототипом сни: дется в 30 раз.(56) АеторСкое свидетельство СССРхг %2977, кл. С 23 С 10/52, 1989,2001161 1 д до е О 1 оото 1 и одоеаенме 1 ЙодистыЙ аммониЙ ошении компоненватора -ем соотн честве а изобрхтА для тния стАльнрошок алюонент и акчто Ондотанный кственногоржа щегооды от вып УЗИОий ри следуюов, мас.: Пылевидны плавки хро Йодистый а Порошок алОтработан н производст каучука ом 60 отличательн 02 2-5 10-20ро атор енно нта ма, ав 46 Составитель Г,Коп Техред М.Моргента Корректор С.Патрушева еменова едэкто Тираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/ Заказ 3115 на, 10 од, ул.Г Производственно-издательский комбинат "Патент",Формул Г 1 ОРОШКОВЛЯ ШИ 1 О О ХРОМИРОВА включающая по держащий комп ющачся тем, содержит отраб изводства искус ;тв: хромсоде пыл" видные отх етениРМОДИФФых изделМИНИЯ, Хтивдтор,дополнидтдЛИЗдтОкаучука,компонеЛдВКИ ХРО е отходыма ммоний юминияый каталва искусс