Состав защитного покрытия при химико-термической обработке

оц 985137 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски к Социалистических(53)ВВ, Кд. С 23 С 9/00 с присоединением заявки Коеударстесниый комитет. СССР(53) УДК 621. 785 .51.06(088.8) Опубликовано 30.12.82, Бюллетень48 по делам изаоретеиий и открытийДата опубликования описания 0.01.83.Н,И, Сардаев, Б,Г,. Аушев, Б.Г. Крупа. и З.П Белякова(54) СОСТАВ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ ПРИ ХИИИКОТЕРИИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ Наиболее близким к лреллагаеьму о по технической сути и достигаемомуэФФекту является состав2 3 защитного покрытия, состоящий из следующих компонентов, весФ: 2-10Остальное 1 2Изобретение. относится к металлур- , В качестве соединений бора исполь- гии и может использоваться для защиты зуют окись бора, борнокислые соли. металлических изделий при химико- Данный состав пожароопасен из-за на" термической обработке (газовое азоти- личия толуола. В нем отсутствуют свярование, газовая цементация, газовая зующие, стабилизаторы и т,п. компоненнитроцементация, проводимые в печах ты, вследствие чего дисперсия твердой с обменной атмосферой, кроме вакуум- . Фазы, у которой удельный вес намного ных печей) от диффузии химических эле- превышает удельный вес толуола, явля" ментов, например .азота, углерода, кис- ется неустойчивой, и твердая Фаза вылорода, в поверхностные слоне , падает в осадок. По этой же причинеИзвестен состав Г 1 защитных покры- высохшее покрытие имеет пониженное тий при азотировании, цементации и сцепление с поверхностью иэделий, на нитроцементации,состоящий из смеси со- которое оно нанесено. После химико- единений бора,наполнителей,связующего термической обработки покрытие с изде. ароматических углеводородов при следу- ,5 лий можно удалить только механическим ющем соотношении компонетов,вес.: путем, что повышает трудоемкость обСоединение бора 1-4 . Работки деталей.Оловяно-свинцовыйприпой 2-10Ионтмориллмонит илиорганомонтморилл-монитТолуол985137 Цель изобретения - улучшение технологических и защитных свойств состава путем полной стабилизации дисперсии твердой фазы, исключение возможности расслоения состава при длительных сроках его хранения, сокращение времени сушки покрытия до 30- 40 мин, обеспечение полноты удаления в водных моющих средах после химико- термической обработки, а также обес 3Барный ангидрид . 15-30Карборунд 15-35Эпоксидная смола 1-10Канифоль 25-50Органические растворители ароматического ряда ОстальноеБорный ангидрид является основнымзащитным компонентом, карборунд -инертным наполнителем, эпоксиднаясмола - пластификатором, Канифоль является природным полимерным связующим, При растворении канифоли в известных растворителях образуетсяраствор полимерного связующего.15Покрытие данного состава удовлетворительно защищает поверхность изделий от диффузии химических элементов при химико-термической обработке. Однако данный состав защитного 20покрытия нетехнологичен, так как ввиду большой разницы в удельных весахнаполнителей ( барный ангидрид, карборунд )и раствора связующего наполнителя быстро (в течение 2-3 ч) выпадают в осадок и образуют по истечениИ нескольких дней плотную,трудноразмешиваемую массу. Практически невозможно перемешать в таре поставщика ( масса нетто 40 кг ) рас- зОслоившийся продукт до первоначальногосостдяния, что снижает качество продукта и технологичность его испольэованияоВремя сушки защитного состава ве- з 5лико и составляет 3-4 ч, а при случайной передозировке пластификатора(эпоксидной смолы) защитный составтеряет способность к полному высыханию. После химико-термической абра оботки состав плохо смывается с резь-.бовых поверхностей и из узких глухихотверстий (на поверхности остаютсячастицы карборунда). Кроме того,состав защитного покрытия пожароопасен из-за наличия в его рецептуре легковоспламеняющегося растворителя. печение пожаробезопасности защитногосостава и снижение его стоимости.Укаэанная цель достигается тем,что в известном составе, включающемсоединение бора, полимерное связующее, органический растворитель, используют в качестве соединений бораборную кислоту, в качестве органического растворителя - смесь хлорпроизводных углеводородов, в качестве голимерного связующего - полистиролпри следующем соотношении компонентов, вес.Ф:Барная кислота 10-25Полистирол 5-13 .Смесь хлорпроизводных углеводородов ОстальноеПричем в качестве смесей хлорпроизводных углеводородов он содержитсмеси следующего состава, вес,3:Трихлорэтилен 35,4-95,0Перхлорэтилен 5,0-64,62, Метиленхлорид 16,1-50,5Перхлорэтилен 49,5 83,9Обе указанные смеси обладают большой растворяющей силой, сочетаниевысоколетучего и менее летучего компонентов растворителя позволяет добиться более равномерного высыханияпокрытия беэ растрескивания,что позволяет отказаться от применения пластификатора,3. Трихлорэтилен 18,5-95,5Четырехлористый углерод 4,5-81,5Данная смесь хлорпрризводных углеводородов обладает более высокойлетучестью по сравнению с известными.4. Трихлорэтилен 515-975Пентахлорэтан 2,5-48,5Данная смесь хлорпроизводных углеводородов менее летуча, чем оптимальные смеси ( 1 и 2 ),Состав защитного покрытия приготавливают путем простого смешения компонентов, Вначале загружают в емкостьрасчетное количество растворителя,затем расчетное количество полимераи смесь перемешивают до полного растворения полимера. В последнюю очередьзагружают порциями в 3"4 приема расчетное количество борной кислоты.Смесь перемешивают после добавленияпоследней порции борной кислоты в течение 1-3 ч,Барная кислота - это основной компонент, играющий защитную роль, Приснижении содержания борной кислоты ни5 98513же указанного предела ухудшаются защитные свойства. Превышение верхнегопредела граничного значения вызываетизлишний расход борной кислоты и удорожание продукта. 5Полимер играет роль полимерногосвязующего. Он должен хорошо растворяться в смеси хлорпроизводных углеводородов. При уменьшении содержанияполимера ниже установленной нормы сни-Ожается прочность сцепления с. поверхностью изделия, происходит шелушениеи растрескивание покрытия, При увеличении содержания полимера выше установленной нормы возрастает вязкостьзащитного состава, увеличивается время сушки покрытия,. его толщина, чтовлечет за собой перерасход продукта,Смесь хлорпроизводных углеводоро-.;дов играет важную роль в обеспечениитаких качеств защитного состава; какпожаробезопасность, стабилизация состава от расслоения, Условие пожаробезопасности достигается тем, чтоуказанные.хлорпроизводные углеводородов негорючи,Стабилизация дисперсии твердойфазы обеспечивается тем, что удельныйвес раствора полимерного овязующего,1,42-1, 46 г/см Э ) совпадает с удельным весом твердой фазы борной кислоты ), равным 1,44 г/см , Равенствоэудельных весов жидкой и твердой фазявляется стабилизирующим факторомлюбой дисперсной системы. Поэтомупри изготовлении раствора полимерноесвязующее выбирают таким образом,чтобы удельный вес его находился впределах 1,42- 1,46 г/смЭ. Смесь хлор-.производных углеводородов из двух . 40компонентов с различными удельнымивесами решает задачу приготовленияраствора полимерного связующего с заданным удельным весом. Отсюда видно,что в качестве соединения бора может 45быть использована только борная кислота поскольку например, борный анФ ФЭгидрид удельный вес 1,83 г/см ) будет оседать из указанного связующего,П р и м е р. Осуществляют химико Отермическую обработку стальных изделий с использованием составов, приведенных в таблице.Наиболее оптимальным является защитный состав 1.1. Газовая цементация,Газовую цементацию проводят на проходном агрегате по режиму; 7 6Нагрев по зонам, ОС: 1 зона 930;2 зона 930; 3 зона 930; 4 зона 880;5 зона 860; 6 эона 850.Подача газов: эндогаз 2750 фут /ч,3метан 50-60 фут/ч.Участки деталей, подлежащие защи-те от насыщения углеродом, покрываютпредлагаемым составом толщиной 0,30,5 мм, сушат под вытяжной вентиляцией в течение 30-40 мин, затем по"мещают в агрегат для газовой цемента"ции. В агрегате детали ( например, кор"пус внутреннего шарнира переднего привода автомобиля ВАЗ 2121 "Нива",Ст. 16 ХГ) находятся 16 ч. Затем деталь подают на закалку в маслоМЗМ, температура 170 С, После закалки деталь промывают в водном .растворе тринатрийфосфата, температура70-80 СОтпуск проводят при 200 Св течение 5,5 ч.2. Газовая нитроцементация,Газовую нитроцементацию проводятна проходном агрегате по режиму:Нагрев по зонам, С: 1 зона 850,2 зона 840.Подача газов: эндогаз 1500 футЗ/ч,метан 80-90 фут /ч; аммиак 20"25 фут З3 Закалка в масло, например МЗМ,отемпература 70 С,Отпуск при 160-180 С в течение72 мин. Общее время выдержки деталипри нагреве в печи например,ограничителя открывания двери автомобиляВАЗ 2121 нНиваф) 2,5 ч.Нанесение защитного состава научастки деталей осуществляют так же,как при газовой цементации.3. Газовое азотирование.Газовое азотирование детали например, регулировочного винта спинкисидения. автомобиля ВАЗ) проводят впроходном агрегате по режиму:Нагрев по зонам, С: 1 зона 580;2 зона 580,Время азотирования 3 чПодача газон: 1 зона -. экзогаэ5 футэ/ч, аммиак 5 футЗ/ч; 2 эонаэкзогаз 5 фут/ч, аммиак 5 фут э/ч;зона охлаждения - экзогаз 10 фут/ч.Нанесение защитного состава надетали осуществляют так же, как пригазовой цементации и нитроцементации.Предлагаемый состав обладает улуч"шенными технологическими показателями, он не расслаивается даже при дли15,0 2 80 13 63,5 32 13,5 30 2 Борная кислотПолистирол Трихлорэтилен Пентахлорэтан,О 10,5,0 , 25,0 8,0 13,0 1,5 11,5 3 Борная кислота Полистирол Трихлорэтилен 9,0 Четыреххлористыйуглерод 6,0 25;0 13,0 10,0,0 Поли стир етиленхлорид . 38,0 ерхлорэтилен 47,0,О та 10,0 метакрилат 13,0 илен 58,0 илен 19,0 Полимети Трихлорэ Перхлорэ 64 3,5 3,5 10,6 Борная кислота 15 0,0 13,0 670 10,0 8,етакрила олимети рихлорэ 68 н Пентахло7 9851378тельном хранении1,5 года ), тогда вывать. в тару любой емкости и формы, как известный расслаивается через стойкую к действию указанных раство,3 ч после прекращения перемешива- рителей. Для известного состава оптиния. Время высыхания покрытия, нане- мальна только мелкая расфасовка, высенного на поверхность детали, со-.пуск которой крайне ограничен, вследкращено с 3-4 ч до 30-40 мин. После ствие чего данный составпаста АЗЛК) химико-термической обработки состав упаковывается в укрупненную тару масполностью смывается с любой поверх- сой нетто 40"50 кг.ности, Предлагаемый состав пожаробезопаВ связи с тем, что состав не дает ,10 сен; стоимость его на 1,78 руб/кг осадка при хранении, его можно упако-, ниже стоимости известного,62,5 Трихлорэтилен Четыреххлористыйуглерод 14 ф 5 25,0 13,0 21,5 40,5 15,0 8,0 35,0 42,0 10,0 8 Борная кислота Полиметилметакрилат 5,0 ф 3,0 42,0 Иетиленхлорид Перхлорэтилен формула изобретения ВНИИПИ Заказ 10092/36 Тираж 1053 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 Барная кислота 10,0 Полиметилметакрилат 13,0%Состав защитного покрытия при химико-термической обработке, содержа; щий соединение бора, полимерное связующее и органический растворитель, о т л и ч а ю щ-и й с я тем; что, с целью улучшения технологических и Зо защитных свойств, он содержит в качестве соединения бора - борную кислоту, в качестве полимерного связующего - полистирол, а в качестве органического растворителя - смесь хлорзБ производных углеводородов при следующем соотношении компонентов, вес.3:Борная, кислота 10-25Полистирол 5 13Смесь хлорпроизводных углеводородов Остальное2. Состав по и. 1, о т л и ч ающ и й с я тем,:что в качестве сме" си хлорпроизводных углеводородов он м содержит смесь трихлорэтилена и пер- хлорэтилена при следующем соотношении компонентов, вес.3:Трихлорэтилен 35,4-95,0Перхлорэтилен 5,0-64,6 . Во3. Состав по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве смеси хлорпроизводных углеводородов он содержит смесь метиленхлорида и пер" хлорэтилена при следующем соотношении компонентов, вес.:Иетиленхлорид 16,1-50,5Перхлорэтилен 45,5-83,94. Состав по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве смеси хлорпроизводных углеводородов он содержит смесь трихлорэтилена и четы" реххлористого углерода при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:Трихлорэтилен18,5-95,5Четыреххлористыйуглерод 4,5-8155. Состав по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве смеси хлорпроизводных углеводородов он содержит смесь трихлорэтилена и пентахлорэтана при следующем соотношении. компонентов, вес.Ф:Трихлорэтилен 51,5-97,5Пентахлорэтан . 2,5-48,5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 573509, кл. С 23 С 9/09, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР й 344744 кл. С 23 С 9/00, 1977.