Состав для диффузионного хромирования деталей из чугуна и стали

б 94 С 23 С 10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ(54)(57) СОСТАВ ДХРОМИРОВАНИЯ ДЕТАЛСТАЛИ, содержащий аммоние соль галогенида й с я тем, что, коррозионной и ти изделий в коневых суспензиях, одержит бор и моем соотношении ающи Р 22Зайцев,Ткач елью повышения зионной стойко эроценонлиб ированных сол полнительно с н при следующ нентов, мас.7 88. 8)Химико-термическомп лов и сплав 75-82 , 1-23 ХромОкись алюминияАммониевая сол ельство СССР С 9/02, 1976.ЛЯ ДИФФУЗИОННОГ ЕЙ ИЗ ЧУГУНА И 0,75-0,9О, 75-1, 0 3,0-4,0 галогенида БорМолибде люм, оки ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ1 70Изобретение относится к химико- термической обработке металлов и сплавов и может найти применение в металлургической промьппленности для обработки тонкостенных труб и других изделий из стали и чугуна.Известен состав шихты для диффузионного хромирования черных металлов, в частности углеродистой стали, содержащий хром, окись алюминия и хлорид аммония, взятые в следующих соотношениях, мас.7.:Хром 75.Окись алюминия 15-22Хлорид аммония 3-10Известен также состав шихты для диффузионного хромирования черных металлов (чугунного литья), содержащий хром, окись алюминия и хлорид аммония, взятые в следующих соотношениях, мас.Е:Окись алюминия 14-17Хлорид аммония 0,1-1,7Хром Остальное Общим недостатком известных составов является низкая корроэионная и эрозионная стойкость черных металлов в концентрированных солевых суспензиях, которые содержат кристаллы солей. Это обуслрвлено обезуглероживанием сердцевинных зон металла в результате диффузии углерода. к поверхности основы тонкостенных труб и изделий.Целью изобретения является повышение коррозионной и эроэионной стойкости черных металлов в концентрированных солевых суспензиях, содержащих кристаллы солей.Цель достигается тем, что состав содержащий хром, окись алюминия и аммониевую соль галогенида, дополнительно содержит бор и молибден при следующем соотношении компонентов, мас.Е:Хром 75-82Окись алюминия 12,1-23,0Аммониеваясоль галогенида 0,75-0,9Бор 0,75-1,0Молибден 3,0-4,0Введение бора, легко диффундирующего в железо и являющегося более склонным к карбидообразованию, чем хром, позволяет получить слой карбидов бора с включениями карбидов молибдена и тем самым повысить стойкость защищенных шихтой металлов к 1170 2питтинговой коррозии в условиях эрозионного действия концентрированнойсолевой суспензии.Получение подобного слоя сталовозможным также благодаря снижениюскорости формирования диффузионногослоя (эа счет снижения содержания всоставе шихты аммониевой соли галогенида, в частности хлорида аммония), 10 что не только позволяет получитьдиффузионный слой карбидов бора имолибдена, а также предотвращаетобезуглероживание сердцевинных зонметалла при малой (2-3 мм) толщинеиэделия.Предложенное соотношение компонентов является оптимальным, посколькутолько при обработке в таком составедостигается коррозионная и эроэионная 20 стойкость черных металлов в концентрированных солевых суспензиях, Выходза пределы в сторону уменьшения количества вводимых компонентов приводит к образованию питтинговой коррозии, выход за пределы в сторонуувеличения уже не сказывается настойкости покрытия, но при этом можетпроисходить спекание порошка вслед.ствие уменьшения инертной добавки 30 А 1 О э и, как результат, нарушениеравномерной толщины диффузионногослоя.Исходные компоненты, входящие впредлагаемый состав шихты, имеют сле дУющие физические свойства: Хром - металлический порошоксеребристого цвета,Окись алюминия - порошок белого,10 цвета.1 Аммониевая соль галогенида, например хлорид аммония, кристаллическоевещество белого цвета, имеет горьковатый вкус,Бор - металлический порошок черно-серого цвета.Молибден - металлический порошоксветло"серого цвета.Состав шихты для хромированияполучают путем приготовления механической смеси, состоящей из следующих компонентов, мас,7: хром 75-82,бор 0,75-1,0, молибден 3-4, окисьалюминия 12,1-23 и аммониевая сольгалогенида 0,75-0,9, например хлорида аммония, и компоненты тщательноперемешивают.Процесс диффузионного хромирования осуществляют в контейнерах из701170 нержавеющей стали при температуре 950-1050 С. Продолжительность диффузионного насыщения составляет 3-6 ч.П р и м е р 1, Берут следующие компоненты, мас.Е: хром 75; бор 1; молибден 3,0; хлорид аммония 0,75; окись алюминия 20,25 и тщательно перемешивают. Готовый состав шихты засыпают в 10герметически закрывающийся ящик. Всостав помещают готовые изделия изчугуна или углеродистой стали (трубы)и образцы "свидетели" и ящик герметически закрывают. Ящик нагревают 15в камерной печи до температуры 950,1000 С и выдерживают при этой температуре 6 ч. Затем ящик охлаждают вопечи до 300 С, извлекают из него готовые изделия и образцы "свидетели" 20и охлаждают их на воздухе. В течениеобработки изделий на их поверхностиобразуется диффузионный слой толщиной. 0,1-0,12 мм.П р и м е р 2. Берут следующиекомпоненты, мас.7: порошок хрома 82;бор 0,75; молибден 4,0; хлорид аммония 0,9; окись алюминия 12,35. Компоненты перемешивают и полученный состав переносят в герметически закрывающнйся контейнер,1 В полученный состав помещают детали из чугуна или углеродистой стали и образцы "свидетели". Ящик эакрываоют, нагревают до 950, 1000 С и выдерживают при этой температуре 3 ч, Охлаждение упаковки осуществляют вначале в печи, снижая температуру со скоростью 200 С в час, а затем на 40 воздухе. На поверхности деталей получают диффузионный слой покрытия толщиной 0,08-0,10 мм. Образцы "свидетели анализировали на сплошность слоя, а также на коррозионную и зро зионную стойкость. 4П р ц м е р 3. Берут компонентыв следующих соотношениях: хром 78,бор 0,9; молибден 3,5; хлорид аммония 0,8; окись алюминия 16,8. Компоненты тщательно перемешивают. Готовый состав шихты засыпают в герметически закрывающийся ящик. В состав помещают готовые изделия (трубы)из чугуна или углеродистой стали иобразцы "свидетели". Ящик герметически закрывают, нагревают в камерной печи до 950, 1000 С и выдерживают при этой температуре 4 ч. Затемоящик охлаждают .в печи до 300 С, извлекают из него готовые иэделия иобразцы "свидетели" и охлаждают ихна воздухе. В течение обработки изделий на их поверхности образуетсядиффузионный слой толщиной О, 100,09 мм.В качестве корроэионной средыбыла использована суспензия состава,г/л; ИНС 1250-280; ИаС 1 70-80;Иа СОз 30-50Температура суспензии55-60 С и 98 С. Длительность испытаний - 200 ч. Скорость коррозии образцов составляет 0,005-0,009 г/м ч,Использование в составе шихтыкомпонентов в других количествах,отличных от указанных в формуле, неповышает коррозионную и эроэионнуюстойкость черных металлов в концентрированных солевых суспенэиях,Сравнительные характеристикисвойств покрытий, полученных при обработке чугуна и углеродистой сталипредложенным составом шихты и иэвестными составами шихты, представлены втаблице,Как видно из приведенной таблицы,сплошность слоя характеризуется снижением микротвердости по сравнению сзащитой образцов известным составом,что свидетельствует о повышении корроэионной и эрозионной стойкости черных металлов в 1,2-1,7 раза.701 170 Скорость коррозии, г/м ч Состав и характеристика среды предложенный предложенный предложенный известный сос 1,720 0,005(разруше-, 0,001ние образца) 0,092 0,005 0,007 0,0030,007 0,005- 0,0070,007 0,980 13001200 1500-1450 11001150 3 Микротвердость10501000 10501000 2-3 5-8 точек Отсутточки на 1 см ствуют на 1 см точки Отсут- Отсутствуют ствуют точки точки Составитель А. ЛошкареваТехред М.Моргентал Корректор Л. Патай Редактор П. Горькова Заказ 2684/2.Тираж 936 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 ИН С 1 250-280 г/л ИаС 1 70-80 г/л Иа СО 30-50 г/л Температура 55-60 С(соотношение Т:Ж в солевойсуспензии равно 1:1) 2 Состав среды аналогичен 1.оТемпература 98 С 4 Сплошность слоя, определяется реактивом Уоккера тавпрототип известный состав -аналог 2,800