MD192Y - Procedeu de prelucrare termochimica a pieselor din otel - Google Patents
Procedeu de prelucrare termochimica a pieselor din otel Download PDFInfo
- Publication number
- MD192Y MD192Y MDS20090103A MDS20090103A MD192Y MD 192 Y MD192 Y MD 192Y MD S20090103 A MDS20090103 A MD S20090103A MD S20090103 A MDS20090103 A MD S20090103A MD 192 Y MD192 Y MD 192Y
- Authority
- MD
- Moldova
- Prior art keywords
- steel
- hcl
- electrolyte
- solution
- thermochemical treatment
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 33
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 15
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910017912 NH2OH Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 18
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 12
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 11
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 4
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Inventia se refera la procedeele de tratare a otelului, in special la un procedeu de tratare termochimica a pieselor din otel. Procedeul, conform inventiei, include incalzirea anodica a piesei pana la temperatura de 400…950°C, timp de 3…5 minute, intr-un electrolit ce contine, g/L: NH4Cl 40…60, NH2OH·HCl 0,05…0,10, N2H4·HCl 0,1…1,0, apa — restul, la o tensiune a curentului de 100…220 V si o densitate de 1,0…2,5 A/cm2, dupa care piesa se caleste intr-o solutie apoasa ce contine 50…100 g/L de hidroxid de sodiu.
Description
Invenţia se referă la procedeele de tratare a oţelului, în special la un procedeu de tratare termochimică a pieselor din oţel.
Este cunoscut un procedeu de prelucrare a oţelului electrotehnic, care include prelucrarea fierbinte a piesei din oţel şi decarburarea suprafeţei acesteia cu un curent electric continuu, în soluţie de Na2CO3 (de 15%) la o tensiune de 175 V, o densitate de 3…5 A/cm2, la o temperatură de 700 ± 20°C sau 885 ± 15°C timp de 180 s. Decarburarea stratului superficial al oţelului înlătură centrele active şi sporeşte rezistenţa metalului la coroziune [1].
Dezavantajul acestui procedeu constă în numărul mare de etape de prelucrare şi decarburarea insuficientă a oţelului.
Este de asemenea cunoscut un procedeu de decarburare a oţelului şi un electrolit pentru realizarea acestuia, care include prelucrarea pieselor din oţel în soluţie de electrolit ce conţine suplimentar 4…6% clorură de amoniu, la o tensiune a curentului de 180 V, o densitate de 1 A/cm2 şi o temperatură a piesei de 650°C. În urma decarburării, conţinutul carbonului din stratul superficial scade la o adâncime de până la 0,2 mm, de la 62 până la 28%. Piesele pot fi răcite cu electrolit, sau la aer. Concomitent cu decarburarea stratului superficial al piesei are loc nitrurarea lui şi oxidarea suprafeţei piesei la temperaturi înalte în vaporii soluţiei apoase a electrolitului [2]. Dezavantajul procedeului constă în decarburarea şi nitrurarea insuficientă a suprafeţei pieselor, ce conduce la eroziune şi arsuri, ce au loc în urma procesului, adică la o coroziune locală, iar pe alocuri se observă extinderea corodării punctiforme.
Cea mai apropiată soluţie este un procedeu de mărire a rezistenţei oţelului la coroziune, care include alierea piesei cu timpul specific de aliere de 1 min/cm2, cu o energie a descărcării electrice de 0,3…4,0 J, tratarea termochimică prin încălzirea anodică a piesei timp de 30 s, într-un electrolit ce conţine NH4Cl şi NH4OH, NH4Cl şi NaNO3, la o temperatură de 750°C, o tensiune dintre electrozi de 150…220 V, o densitate a curentului electric de 1…15 A/cm2 şi răcirea ulterioară a piesei la aer [3].
Dezavantajul procedeului constă în nitrurarea şi decarburarea insuficientă, ceea ce asigură o protecţie redusa a suprafeţei piesei din oţel.
Problema pe care o rezolvă invenţia constă în sporirea rezistenţei pieselor prelucrate la coroziune, ca rezultat al intensificării decarburării, cât şi a oxidării suplimentare.
Procedeul, conform invenţiei, include încălzirea anodică a piesei până la temperatura de 400…950°C, timp de 3…5 min, într-un electrolit ce conţine, g/L: NH4Cl 40…60, NH2OH·HCl 0,05…0,10, N2H4·HCl 0,1…1,0, apă - restul, la o tensiune a curentului de 100…220 V şi o densitate de 1,0…2,5 A/cm2, după care piesa se căleşte într-o soluţie apoasă ce conţine 50…100 g/L de hidroxid de sodiu.
Rezultatul invenţiei constă în micşorarea conţinutului de carbon în stratul superficial al piesei şi saturarea suplimentară cu azot prin formarea nitrurilor. Datorită călirii suplimentare în soluţia de hidroxizi alcalini, grosimea peliculei de oxizi se măreşte de 2…3 ori, ceea ce conduce la sporirea semnificativă a proprietăţilor anticorosive ale piesei prelucrate.
Tratamentul se realizează în modul următor. Piesa supusă prelucrării, care serveşte totodată şi în calitate de anod, se introduce într-un electrolizor cu o soluţie apoasă a compuşilor de azot. La o tensiune de 100…200 V şi o densitate a curentului de 1,0…2,5 A/cm2 electrolitul din preajma anodului începe să fiarbă. În aceste condiţii, datorită vaporilor, de pe suprafaţa piesei se îndepărtează pelicula de oxizi, iar temperatura anodului poate fi reglată în limitele de 400…950°C. În conformitate cu gradientul de concentraţie, carbonul din straturile de adâncime difundează parţial spre suprafaţa materialului, apoi în pelicula de vapori şi gaze, iar prezenţa compuşilor de azot în soluţie conduce la crearea unei concentraţii necesare de azot în peliculă. Prezenţa în pelicula de oxizi a vaporilor de apă permite la temperaturi înalte oxidarea suprafeţei oţelului şi creşterea peliculei menţionate. După deconectarea piesei de la sursa de curent electric şi extragerea din electrolit, aceasta se căleşte în soluţie de hidroxid de sodiu unde concomitent are loc şi oxidarea suplimentară.
Exemplu de realizare a procedeului
Au fost supuse tratării termochimice nişte piese confecţionate din oţel de marca 45 cu un diametru de 30 mm, înălţimea de 25 mm şi compoziţia, % masă: C - 0,42…0,5; Cr - 0,25; Ni - 0,25; Mn - 0,5…0,8; Si - 0,17…0,37; P - 0,035. Tratarea a fost efectuată într-un electrolit de control, ce conţine doar NH4Cl cu concentraţia 50 g/L şi totodată în electrolitul revendicat, ce conţine, g/L: NH4Cl - 50; NH2OH·HCl - 0,1 şi N2H4·HCl - 1,0, apă - restul. Prelucrarea piesei-anod a fost efectuată la o tensiune a curentului de 150…220V, o densitate de 1,0…2,5 A/cm2, timp de 3…5 min. După prelucrare piesa a fost deconectată de la curent, scoasă din baie şi introdusă în soluţia de hidroxid de sodiu până la răcirea ei.
Rezistenţa pieselor prelucrate la coroziune a fost testată într-o soluţie de Na2SO4 (0,05 M). Rezultatele prezentate în tabelele 1 şi 2 demonstrează că tratamentul termochimic a pieselor din oţel într-un electrolit ce conţine NH4Cl, NH2OH·HCl, N2H ·HCl şi călirea lor suplimentară în soluţie de hidroxid de sodiu la o concentraţie de 75 g/L micşorează de 2,1 şi respectiv de 3,3…8 ori valoarea curentului dizolvării anodice în comparaţie cu soluţia cea mai apropiată la un potenţial φ = - 0,1 V, iar la un potenţial de φ = 0,1 V - de 6,2 şi, respectiv, de 13,5…25,9 ori. Totodată, conţinutul carbonului în stratul superficial se micşorează de două ori, iar microduritatea creşte de la 5600 până la 5900…5990 MPa. Ultima confirmă nitrurarea stratului superficial. Viteza coroziunii se micşorează de 1,4…2,5 ori la testarea timp de 8 ore, de 1,4…2,0 ori la testarea timp de 24 de ore şi de 1,8…2,4 ori timp de 72 ore. Evident este că micşorarea maximă a vitezei de coroziune are loc în cazul oxidării în soluţia de hidroxid de sodiu cu o concentraţie mai mare. Cu toate acestea, utilizarea unei soluţii cu concentraţia mai mică de 50 g/L nu permite obţinerea rezultatelor dorite, iar la o concentraţie mai mare de 100 g/L se modifică însuşi mecanismul oxidării, ceea ce este destul de riscant din punct de vedere ecologic.
Tabelul 1
Influenţa modului de tratament asupra curenţilor dizolvării anodice în soluţia de Na2SO4 (0,05 M)
Varianta Ia, A/m2 la φ = - 0,1 V Ia, A/m2 la φ = - 0,1 V Piesa neprelucrată 168 308 Soluţia cea mai apropiată 65,2 290 Electrolitul revendicat 31,4 46,7 Oxidare suplimentară în soluţie de NaOH, 50 g/L 19,8 21,5 Oxidare suplimentară în soluţie de NaOH, 75 g/L 9,7 14,9 Oxidare suplimentară în soluţie de NaOH, 100 g/L 8,1 11,2
Tabelul 2
Influenţa modului şi a duratei de tratament asupra conţinutului de carbon în stratul superficial, a microdurităţii suprafeţei şi a vitezei de coroziune a probelor
Electrolit Modul de răcire Microduritatea, Hµ, MPa Conţinutul de C, % Viteza coroziunii, kg/m2 8 ore 24 ore 72 ore Soluţia cea mai apropiată În electrolit 5600 0,28 25,4 8,3 5,8 Procedeul revendicat În electrolit 5900 0,14 18,1 5,8 3,2 În soluţia de hidroxid de sodiu, 75 g/L 5900 - 10.3 4,1 2,4
Aşadar, procedeul revendicat permite de a mări considerabil rezistenţa pieselor metalice, a sculelor şi a echipamentului tehnologic la coroziune, şi ca rezultat mărirea duratei lor de exploatare.
1. SU 502963 A1 1976.02.15
2. SU 969761A1 1982.10.30
3. MD 3708 G2 2008.09.30
Claims (1)
- Procedeu de tratare termochimică a pieselor din oţel, care include încălzirea anodică a piesei până la temperatura de 400…950°C, timp de 3…5 minute, într-un electrolit ce conţine, g/L: NH4Cl 40…60, NH2OH·HCl 0,05…0,10, N2H4·HCl 0,1…1,0, apă - restul, la o tensiune a curentului de 100…220 V şi o densitate de 1,0…2,5 A/cm2, după care piesa se căleşte într-o soluţie apoasă ce conţine 50…100 g/L de hidroxid de sodiu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20090103A MD192Z (ro) | 2009-06-04 | 2009-06-04 | Procedeu de prelucrare termochimică a pieselor din oţel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20090103A MD192Z (ro) | 2009-06-04 | 2009-06-04 | Procedeu de prelucrare termochimică a pieselor din oţel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MD192Y true MD192Y (ro) | 2010-04-30 |
| MD192Z MD192Z (ro) | 2010-11-30 |
Family
ID=43569609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MDS20090103A MD192Z (ro) | 2009-06-04 | 2009-06-04 | Procedeu de prelucrare termochimică a pieselor din oţel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| MD (1) | MD192Z (ro) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD336Z (ro) * | 2010-03-03 | 2011-09-30 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Procedeu de tratare termochimică a pieselor de metal |
| MD614Z (ro) * | 2012-07-03 | 2013-10-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Procedeu de prelucrare termochimică a pieselor din oţel |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD561Z (ro) * | 2012-02-08 | 2013-06-30 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Procedeu de tratament anticoroziv al oţelului |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU502963A1 (ru) * | 1974-06-24 | 1976-02-15 | Новолипецкий Металлургический Завод | Способ обработки электротехнической стали |
| SU969761A1 (ru) * | 1980-02-20 | 1982-10-30 | Институт Прикладной Физики Ан Мсср | Способ обезуглероживани стали и электролит дл его осуществлени |
| MD783G2 (ro) * | 1996-12-09 | 1998-05-31 | Mihail Zaguralschi | Soluţie pentru decaparea oţelului |
| RU2242543C2 (ru) * | 2003-02-11 | 2004-12-20 | Воронежский государственный технический университет | Способ электрохимического травления стальной ленты |
| MD3077C2 (ro) * | 2004-06-29 | 2007-01-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Electrolit pentru prelucrarea electrochimică dimensională a oţelurilor |
| MD2959C2 (ro) * | 2004-06-29 | 2006-08-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Procedeu de prelucrare a pieselor din oţel pentru obţinerea stratului superficial anticorosiv |
| MD3122C2 (ro) * | 2005-04-13 | 2007-05-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Electrolit pentru prelucrarea electrochimică dimensională a oţelului |
| MD3288C2 (ro) * | 2005-06-03 | 2007-11-30 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Electrolit pentru prelucrarea electrochimică dimensională a aliajelor dure wolfram-cobalt |
| MD3289C2 (ro) * | 2005-07-05 | 2007-11-30 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Electrolit pentru prelucrarea electrochimică dimensională a oţelurilor |
| MD3082G2 (ro) * | 2005-08-08 | 2007-01-31 | КОСОВ Вилгельм | Procedeu de protecţie electrochimică a metalelor contra coroziunii |
| MD3316C2 (ro) * | 2005-12-06 | 2007-12-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Electrolit pentru decaparea electrochimică a wolframului |
| MD3481G2 (ro) * | 2006-06-19 | 2008-10-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Procedeu de prelucrare electrochimică a metalelor |
| MD3917C2 (ro) * | 2006-09-20 | 2009-12-31 | Dinano Ecotechnology Llc | Procedeu de prelucrare termochimică a materiei prime ce conţine carbon |
| MD3457G2 (ro) * | 2007-03-19 | 2008-07-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Procedeu de activare electrochimică a suprafeţei aliajelor dure fără wolfram pentru lipire la temperatură joasă |
| MD3708G2 (ro) * | 2007-05-23 | 2009-04-30 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Procedeu de mărire a rezistenţei oţelului la coroziune |
-
2009
- 2009-06-04 MD MDS20090103A patent/MD192Z/ro not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD336Z (ro) * | 2010-03-03 | 2011-09-30 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Procedeu de tratare termochimică a pieselor de metal |
| MD614Z (ro) * | 2012-07-03 | 2013-10-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Procedeu de prelucrare termochimică a pieselor din oţel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MD192Z (ro) | 2010-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI418664B (zh) | 閥金屬電漿電解氧化表面處理方法 | |
| Tavakoli et al. | Electrochemical and physical characteristics of the steel treated by plasma-electrolysis boronizing | |
| CN102154583B (zh) | 一种制备高硅硅钢的方法 | |
| CN101580941B (zh) | 一种WC-Co硬质涂层制备方法 | |
| MD192Y (ro) | Procedeu de prelucrare termochimica a pieselor din otel | |
| Belkin | Anode electrochemical thermal modification of metals and alloys | |
| Liu et al. | A novel plasma oxynitriding by using plain air for AISI 1045 steel | |
| CN105543773B (zh) | 用于深层qpq技术的稀土配方盐及其制备方法 | |
| CN101423971A (zh) | 一种低压阳极铝箔电化学腐蚀中处理液 | |
| Galedari et al. | Effect of pulse frequency on microstructure and surface properties of Ck45 steel treated by plasma electrolysis method | |
| CN102400140A (zh) | 农用犁表面微弧氧化处理方法 | |
| CN112725855B (zh) | 一种钕铁硼磁体表面高结合力高耐蚀涂层的制备方法 | |
| MD3708G2 (ro) | Procedeu de mărire a rezistenţei oţelului la coroziune | |
| CN109267002A (zh) | 钢的一种新型高效促渗硼技术 | |
| RU2562185C1 (ru) | Способ модификации поверхности изделий из титановых сплавов в вакууме | |
| CN105238935B (zh) | 一种电渣重熔用渣系 | |
| CN104141104A (zh) | 一种用于钢铁表面快速等离子体电解碳氮共渗的溶液及碳氮共渗方法 | |
| Fan et al. | Plasma electrolytic carbonitriding of 20CrMnTi steel | |
| Skakov et al. | Influence of regimes electrolytic plasma cementation on the mechanical properties of steel 12Cr18Ni10Ti | |
| CN201634747U (zh) | 热镀锌用稳定辊 | |
| RU2562187C1 (ru) | Способ модификации поверхности изделий из титановых сплавов в тлеющем разряде | |
| CN101660180A (zh) | 难熔金属熔融盐高温电铸钼的组方及其特种工艺方法 | |
| Salve et al. | Carburizing of Plane Carbon Steels by Electrolyte Plasma | |
| Zhang et al. | Effects of aging precipitates on the mechanical and corrosion resistance properties of 18Cr-18Mn-2Mo-0.96 N super high nitrogen austenitic stainless steel | |
| Parshutin et al. | Promotion of steel corrosion resistance by chemical-thermal treatment in electrolytes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK4Y | Short term patent expired |