RU2209847C1 - Способ диффузионного хромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое - Google Patents
Способ диффузионного хромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое Download PDFInfo
- Publication number
- RU2209847C1 RU2209847C1 RU2002105217/02A RU2002105217A RU2209847C1 RU 2209847 C1 RU2209847 C1 RU 2209847C1 RU 2002105217/02 A RU2002105217/02 A RU 2002105217/02A RU 2002105217 A RU2002105217 A RU 2002105217A RU 2209847 C1 RU2209847 C1 RU 2209847C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chromium
- products
- chrome
- saturation
- plating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в любой отрасли машиностроения. Задача - улучшение качества поверхности хромированных стальных изделий при одновременной интенсификации процесса хромирования. Данный способ включает нагрев и насыщение в порошкообразной смеси, содержащей хромсодержащий компонент, никельсодержащий компонент, активатор и корунд, и последующее охлаждение, хромирование проводят в порошкообразной смеси, содержащей в качестве хромсодержащего компонента - фторид хрома CrF4, в качестве никельсодержащего компонента - йодид никеля NiI2, в качестве активатора - фтористый аммоний, при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторид хрома 0,001-30, йодид никеля 0,001-2, фтористый аммоний - 0,001-1, корунд 67-99,997. При этом нагрев и насыщение осуществляют в атмосфере аммиака и в процессе нагрева при температуре насыщающей смеси 200-800oС осуществляют выдержку изделий в течение 5-30 мин, после чего температуру повышают до температур хромирования, а перед охлаждением изделий газообразные продукты откачивают. Техническим результатом данного изобретения является то, что заявленный способ позволяет улучшить качество обработанной поверхности при одновременной интенсификации процесса хромирования за счет сокращения в 1,6-2,7 раза времени обработки в насыщающей смеси, а также обеспечивает получение на поверхности стальных изделий хромированного слоя значительной толщины. 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для нанесения покрытий на стальные изделия.
Известен способ хромирования, включающий нагрев и насыщение изделий в порошковой среде, содержащей следующие компоненты, мас.%: феррохром 50-70, хлористый аммоний 5-8, колчеданный огарок 25-45 (см. авт. св. СССР 840190, С 23 С 9/04, 1981).
Недостатком указанного способа является значительная длительность процесса хромирования и низкое качество поверхности обрабатываемых изделий из-за образования окисной пленки, что затрудняет доступ газовой фазы к поверхности изделий.
Наиболее близким аналогом является способ хромирования стальных изделий, включающий нагрев и насыщение изделий в порошковой среде, содержащей следующие компоненты, мас.%: окись хрома 30-37, окись никеля 5-8, окись железа 5-8, порошок алюминия 17-23, хлористый аммоний 1-3, окись алюминия - остальное. Причем в процессе нагрева осуществляют выдержку изделий в течение 2-8 часов при температуре насыщающей среды 900-1100oС (см. авт. св. СССР 918331, С 23 С 9/02, 1982).
Недостатком указанного способа является большая длительность процесса и низкое качество поверхности изделий за счет образования на ней окисной пленки, затрудняющей доступ к поверхности газовой фазы.
В основу изобретения поставлена задача улучшения качества поверхности хромированных стальных изделий при одновременной интенсификации процесса хромирования.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе диффузионного хромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое, включающем нагрев и насыщение в порошкообразной смеси, содержащей хромосодержащий компонент, никельсодержащий компонент, активатор и корунд, и последующее охлаждение, согласно изобретению хромирование изделий проводят в порошкообразной смеси, содержащей в качестве хромосодержащего компонента - фторид хрома CrF4, в качестве никельсодержащего компонента - иодид никеля NiI2, в качестве активатора - фтористый аммоний, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фторид хрома CrF4 - 0,001-30
Иодид никеля NiI2 - 0,001-2
Фтористый аммоний - 0,001-1
Корунд - 67-99,997
нагрев и насыщение осуществляют в атмосфере аммиака, причем в процессе нагрева при температуре насыщающей смеси 200-800oС осуществляют выдержку изделий в течение 5-30 минут, после чего температуру повышают до температур хромирования, а перед охлаждением изделий газообразные продукты откачивают.
Фторид хрома CrF4 - 0,001-30
Иодид никеля NiI2 - 0,001-2
Фтористый аммоний - 0,001-1
Корунд - 67-99,997
нагрев и насыщение осуществляют в атмосфере аммиака, причем в процессе нагрева при температуре насыщающей смеси 200-800oС осуществляют выдержку изделий в течение 5-30 минут, после чего температуру повышают до температур хромирования, а перед охлаждением изделий газообразные продукты откачивают.
Способ диффузионного хромирования стальных изделий осуществляют следующим образом: предварительно готовят порошкообразную смесь для хромирования путем смешения компонентов, мас.%: фторид хрома CrF4 0,001-30, иодид никеля NiI2 0,001-2, фтористый аммоний 0,001-1, корунд 67-99,997. В реторту с указанной порошкообразной смесью загружают стальные изделия, откачивают воздух и закачивают аммиак, затем осуществляют нагрев изделий одновременно с нагревом насыщающей порошкообразной смеси. В процессе нагрева при температуре порошкообразной смеси 200-800oС проводят выдержку изделий в течение 5-30 минут, после чего стальные изделия и смесь нагревают до температур хромирования 900-1300oС. Перед охлаждением из реторты откачивают газообразные продукты и реторту с изделиями охлаждают.
Нагрев насыщающей смеси и стальных изделий в атмосфере аммиака и выдержка их в течение 5-30 минут при температуре 200-800oС позволяет обеспечить полное восстановление иодида никеля и фторида хрома с образованием свободных атомов хрома и никеля, адсорбции этих атомов к поверхности стальных изделий. Химические реакции между стальной поверхностью изделий, компонентами насыщающей смеси и аммиаком создают условия для интенсификации процесса насыщения и улучшения качества хромированной поверхности стальных изделий.
При температуре выдержки ниже 200oС снижается стабильность протекания процессов восстановление иодида никеля и фторида хрома и адсорбции атомов никеля и хрома к стальной поверхности, что приводит к уменьшению скорости хромирования. Хромированный слой получается некачественным. При температуре выдержки выше 800oС ухудшается качество хромированного слоя за счет образования пористого слоя хрома и никеля на стальной поверхности.
При выдержке менее 5 минут происходит только частичное восстановление иодида никеля и фторида хрома и при дальнейшем нагреве насыщающей смеси до температур насыщения 900-1300oС происходит восстановление оставшейся части иодида никеля и фторида хрома с образованием на поверхности изделий пористого слоя хрома и никеля, что существенно ухудшает качество поверхности стальных изделий. Выдержка более 30 минут нецелесообразна, так как полное восстановление иодида никеля и фторида хрома происходит в течение 5-30 минут.
Охлаждение хромированных стальных изделий в присутствии газообразных продуктов в насыщающей среде нецелесообразно, так как это приводит к ухудшению качества хромированной поверхности стальных изделий, поэтому перед охлаждением производят откачку газообразных продуктов из реторты.
Присутствие в составе насыщающей смеси фторида хрома в заявляемом количестве позволяет получать активные атомы хрома за счет его полного восстановления в среде аммиака.
Содержание фторида хрома в смеси менее 0,001 мас.% приводит к снижению стабильности протекания процессов адсорбции и диффузии атомов хрома в стальную поверхность, а следовательно, к снижению скорости насыщения. Увеличение содержания фторида хрома более 30 мас.% приводит к образованию пористого слоя хрома на поверхности изделий, что снижает качество поверхности стальных изделий, а также приводит к спеканию рабочей смеси.
Присутствие в составе насыщающей смеси иодида никеля в заявляемом количестве позволяет получать активные атомы никеля за счет его полного восстановления в среде аммиака. При этом растворенный в поверхности стальных изделий никель ускоряет процесс хромирования и способствует улучшению качества поверхности.
Содержание иодида никеля менее 0,001 мас.% снижает стабильность протекания процессов адсорбции и диффузии атомов никеля в стальную поверхность, что приводит к снижению скорости насыщения. Содержание иодида никеля в смеси более 2 мас.% ухудшает качество поверхности хромированного слоя за счет образования пористого слоя никеля на поверхности изделий, а также приводит к спеканию рабочей смеси.
Фтористый аммоний вводится в состав смеси как активирующая добавка, позволяющая получать активные атомы хрома и никеля, а также проводить процесс хромирования в псевдоожиженном слое без спекания насыщающей смеси.
Введение в насыщающую смесь фтористого аммония менее 0,001 мас.% приводит к нестабильности протекания процесса восстановления фторида хрома и иодида никеля, а также к нестабильности процесса переноса атомов хрома и никеля к насыщаемой поверхности, а следовательно, уменьшению насыщающей способности среды. Содержание фтористого аммония в смеси более 1 мас.% нецелесооразно, так как это приводит к перерасходу материала.
Корунд предназначен для создания псевдоожиженого слоя.
Применение в заявляемом способе псевдоожиженного слоя позволяет сократить время нагрева насыщающей смеси и время насыщения изделий, а также обеспечивает их равномерный нагрев. При хромировании стальных изделий в псевдоожиженном слое частицы насыщающей смеси контактируют с поверхностью металла во много раз интенсивнее, чем в способе, взятом за прототип. В результате этого происходит очищение поверхности металла от окисных пленок и тем самым облегчается доступ газовой фазы непосредственно к поверхности стальных изделий. Процессы хромирования в псевдоожиженном слое протекают в основном за счет газофазного процесса, что обеспечивает высокую скорость насыщения. При этом активность насыщающей среды в псевдоожиженном слое заявляемого способа намного выше, чем в прототипе, вследствие особенностей псевдоожиженного материала. Это приводит к тому, что атомы активного хрома адсорбируются на поверхности изделий значительно быстрее, чем происходит их диффузия в глубь металла. В связи с этим концентрация активных атомов хрома на поверхности насыщаемого изделия быстро возрастает и качественный хромированный слой образуется за меньший промежуток времени, чем при хромировании по способу-прототипу.
Для обоснования преимуществ заявляемого способа по сравнению со способом, взятым за прототип, были проведены лабораторные испытания.
Образцы стали 45 подвергали хромированию известным способом и заявляемым способом в псевдоожиженном слое с целью определение качества поверхности и интенсивности образования диффузионного слоя. Составы насыщающей смеси, режимы хромирования и результаты металлографических исследований приведены в таблице.
Из приведенных данных следует, что заявляемый способ диффузионного хромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое по сравнению прототипом позволяет улучшить качество обработанной поверхности при одновременной интенсификации процесса за счет сокращения в 1,6-2,7 раза времени обработки изделий в насыщающей смеси, а также обеспечивает получение на поверхности стальных изделий хромированного слоя значительной толщины.
Claims (1)
- Способ диффузионного хромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое, включающий нагрев и насыщение изделий в порошкообразной смеси, содержащей хромсодержащий компонент, никельсодержащий компонент, активатор и корунд, и последующее охлаждение, отличающийся тем, что хромирование изделий проводят в порошкообразной смеси, содержащей в качестве хромсодержащего компонента - фторид хрома CrF4, в качестве никельсодержащего компонента - иодид никеля NiI2, в качестве активатора - фтористый аммоний, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Фторид хрома CrF4 - 0,001 - 30
Иодид никеля NiI2 - 0,001 - 2
Фтористый аммоний - 0,001 - 1
Корунд - 67 - 99,997
нагрев и насыщение осуществляют в атмосфере аммиака, причем в процессе нагрева при температуре насыщающей смеси 200-800oС осуществляют выдержку изделий в течение 5-30 мин, после чего температуру повышают до температур хромирования, а перед охлаждением изделий газообразные продукты откачивают.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002105217/02A RU2209847C1 (ru) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | Способ диффузионного хромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002105217/02A RU2209847C1 (ru) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | Способ диффузионного хромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2209847C1 true RU2209847C1 (ru) | 2003-08-10 |
Family
ID=29246430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002105217/02A RU2209847C1 (ru) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | Способ диффузионного хромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2209847C1 (ru) |
-
2002
- 2002-02-26 RU RU2002105217/02A patent/RU2209847C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ДУБИНИН Г.Н. Диффузионное хромирование сплавов. - М.: Машиностроение, 1964, с.79-80. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2209847C1 (ru) | Способ диффузионного хромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
RU2212470C1 (ru) | Способ диффузионного хромирования металлических материалов в псевдоожиженном слое | |
US6328819B1 (en) | Method and use of an apparatus for the thermal treatment, in particular nitriding treatment, of metal workpieces | |
RU2221899C1 (ru) | Способ диффузионного цинкования металлических материалов | |
RU2190690C1 (ru) | Способ силицирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
RU2194795C1 (ru) | Способ диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое | |
RU2230826C1 (ru) | Способ борохромирования стальных изделий | |
RU2220225C1 (ru) | Способ борохромирования стальных изделий | |
RU2190688C1 (ru) | Способ бороникелирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
RU2190689C1 (ru) | Способ боросилицирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
RU2223345C2 (ru) | Способ боросилицирования стальных изделий | |
RU2005814C1 (ru) | Способ диффузионного меднения изделий из сплавов на основе железа в виброкипящем слое | |
US3592681A (en) | Metal surface treating process by use of lanthanum compounds | |
RU2004619C1 (ru) | Способ боромеднени стальных изделий в виброкип щем слое | |
RU2005811C1 (ru) | Способ боромеднения стальных изделий в виброкипящем слое | |
RU2132404C1 (ru) | Порошкообразный состав для диффузионного восстановления изношенных изделий из бронзы | |
RU2194793C1 (ru) | Способ бороазотирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
US2231010A (en) | Heat treating process | |
US3336167A (en) | Process for treatment of surfaces of iron and steel | |
JP2001098355A (ja) | 金属材の窒化方法 | |
SU973667A1 (ru) | Способ комплексного диффузионного насыщени стальных изделий | |
RU2033473C1 (ru) | Способ комплексного диффузионного насыщения изделий из железоуглеродистых сплавов | |
JP6111126B2 (ja) | 塩浴軟窒化処理方法 | |
SU668977A1 (ru) | Способ силицировани изделий | |
US3802928A (en) | Method for surface hardening steel and cemented carbides |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040227 |