RU2384649C1 - Method of thermodiffusion strengthening of steel parts - Google Patents
Method of thermodiffusion strengthening of steel parts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2384649C1 RU2384649C1 RU2008124760/02A RU2008124760A RU2384649C1 RU 2384649 C1 RU2384649 C1 RU 2384649C1 RU 2008124760/02 A RU2008124760/02 A RU 2008124760/02A RU 2008124760 A RU2008124760 A RU 2008124760A RU 2384649 C1 RU2384649 C1 RU 2384649C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diffusion
- composition
- layer
- ingredients
- exothermic composition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Cookers (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии термодиффузионной обработки изделий, изготовленных, преимущественно, из черных металлов и сплавов, более конкретно к способу термодиффузионного упрочнения стальных деталей, и может найти применение в машиностроении и сельскохозяйственной технике для повышения твердости и износостойкости поверхностного слоя быстро изнашиваемых деталей различного назначения.The invention relates to a technology for thermal diffusion processing of products made mainly of ferrous metals and alloys, more specifically to a method for thermal diffusion hardening of steel parts, and can be used in mechanical engineering and agricultural machinery to increase the hardness and wear resistance of the surface layer of quickly wearing parts for various purposes.
Известен способ химико-термического упрочнения низкоуглеродистых стальных деталей, включающий их предварительную очистку от ржавчины и жиров, размещение деталей в металлической емкости, заполнение емкости карбюризатором, состоящим из древесного угля с добавлением углекислого бария, углекислого кальция и крахмала с последующей герметизацией емкости и выдержкой в печи при температуре 900-950°С в течение 10-20 ч (см. Молодык Н.В., Зенкин А.С. Восстановление деталей машин. Справочник. - М.: Машиностроение, 1989, с.259).A known method of chemical-thermal hardening of low-carbon steel parts, including their preliminary cleaning of rust and grease, placing parts in a metal tank, filling the tank with a carburetor, consisting of charcoal with the addition of barium carbonate, calcium carbonate and starch, followed by sealing the tank and holding it in an oven at a temperature of 900-950 ° C for 10-20 hours (see Molodyk N.V., Zenkin A.S. Restoration of machine parts. Reference book. - Moscow: Mashinostroenie, 1989, p. 259).
Цементация стальных деталей твердым карбюризатором обеспечивает термодиффузионное насыщение деталей углеродом для повышения их поверхностной твердости, сопротивления изнашиванию, выносливости, окалинной и коррозионной стойкости, а также для повышения износостойкости и предела выносливости при условии сохранения мягкой и вязкой сердцевины деталей.Cementation of steel parts with a solid carburetor provides thermal diffusion saturation of parts with carbon to increase their surface hardness, wear resistance, endurance, scale and corrosion resistance, as well as to increase wear resistance and endurance limit, provided that the parts are soft and viscous.
В результате цементации твердость внутренних слоев деталей из низкоуглеродистой стали после закалки не изменяется и остается равной 160-170 НВ, а твердость поверхностного слоя повышается до 600 НВ. Толщина цементированного слоя для деталей машиностроительного назначения и сельскохозяйственных машин должна составлять 0,5-2 мм, а концентрация углерода в поверхностном слое - в диапазоне 0,8-1,0%.As a result of cementation, the hardness of the inner layers of low-carbon steel parts after quenching does not change and remains equal to 160-170 HB, and the hardness of the surface layer rises to 600 HB. The thickness of the cemented layer for engineering parts and agricultural machinery should be 0.5-2 mm, and the carbon concentration in the surface layer should be in the range of 0.8-1.0%.
Недостатками известного способа являются сравнительно большая длительность процесса термодиффузионной цементации в твердом карбюризаторе, сложность оборудования для нагрева деталей и значительное энергопотребление на цикл термообработки.The disadvantages of this method are the relatively long duration of the process of thermal diffusion cementation in a solid carburetor, the complexity of the equipment for heating parts and significant energy consumption for the heat treatment cycle.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ термодиффузионного упрочнения стальных деталей, включающий формирование на поверхности каждой детали слоя диффузионно-экзотермического состава и его воспламенение (см. патент РФ №2201855, С2, опубл. 10.04.2003. Бюл. №10 - прототип)The closest technical solution to the proposed one is a method of thermal diffusion hardening of steel parts, including the formation on the surface of each part of a layer of diffusion-exothermic composition and its ignition (see RF patent No. 2201855, C2, publ. 04/10/2003. Bull. No. 10 - prototype)
Известный способ упрочнения стальных деталей включает нанесение на поверхность детали присадки и нагрев присадки и упрочняемого места, причем присадку берут со следующим соотношением компонентов, мас.%:A known method of hardening steel parts involves applying an additive to the surface of the part and heating the additive and the hardened place, the additive being taken with the following ratio of components, wt.%:
При этом нагрев упрочняемого места ведут до 700-1500°С и выдерживают в течение 2-300 с.At the same time, the hardened place is heated to 700-1500 ° C and held for 2-300 s.
Недостатком известного способа является усложнение процесса нагрева присадки и упрочняемого места за счет использования внешних источников энергии, а именно токами высокой или промышленной частоты, электрической дугой, плазмой или газовыми горелками. Использование указанных источников энергии связано, в том числе, с необходимостью приобретения и эксплуатации специализированных индукционных установок, генераторов плазмы или оборудования для нагрева присадки и изделий газовыми горелками.The disadvantage of this method is the complication of the heating of the additive and the hardened place through the use of external energy sources, namely currents of high or industrial frequency, electric arc, plasma or gas burners. The use of these energy sources is connected, inter alia, with the need to purchase and operate specialized induction plants, plasma generators or equipment for heating additives and products with gas burners.
Решаемой задачей изобретения является создание более дешевого, эффективного и достаточно просто реализуемого способа термодиффузионного упрочнения сравнительно широкой (по массе и габаритам) номенклатуры стальных деталей промышленного назначения и сельскохозяйственной техники. Дополнительно к указанной решается задача реализации предложенного способа не только в стационарных условиях заводов-изготовителей техники, крупных ремонтных организаций, но и в мастерских сельхозпредприятий, в полевых условиях и др.The object of the invention to be solved is the creation of a cheaper, efficient and fairly simple method for thermodiffusion hardening of a relatively wide (in weight and dimensions) range of steel parts for industrial use and agricultural machinery. In addition to the above, the task of implementing the proposed method is solved not only in stationary conditions of equipment manufacturing plants, large repair organizations, but also in workshops of agricultural enterprises, in the field, etc.
Указанная задача решается тем, что в способе термодиффузионного упрочнения стальных деталей, включающем формирование на поверхности каждой детали слоя диффузионно-экзотермического состава и его воспламенение, согласно изобретению, после формирования слоя диффузионно-экзотермического состава детали размещают в емкости с песчаной засыпкой, а воспламенение состава осуществляют с использованием запального средства, расположенного в диффузионно-экзотермическом составе, и огнепроводного шнура, при этом диффузионно-экзотермический состав содержит экзотермическую термитную смесь, содержащую алюминий магниевый сплав и железную окалину, диффузионно-активную смесь с легирующими элементами - активированным углем, желтой кровяной солью и углекислым барием, и стабилизирующие добавки - азотнокислый натрий и двуокись кремния в виде кварцевого песка, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:This problem is solved by the fact that in the method of thermal diffusion hardening of steel parts, comprising forming on the surface of each part a layer of diffusion-exothermic composition and igniting it, according to the invention, after forming a layer of diffusion-exothermic composition, the parts are placed in a tank with sand filling, and the composition is ignited using a firing agent located in a diffusion-exothermic composition and a flame-retardant cord, while diffusion-exothermic AB contains an exothermic thermite mixture containing aluminum-magnesium alloy and iron oxide, a diffusion-active mixture with alloying elements - activated carbon, yellow blood salt and barium carbonate, and stabilizing additives - sodium nitrate and silicon dioxide in the form of silica sand, in the following ratio of ingredients , wt.%:
при этом используют углекислый барий дисперсностью 1-6 мкм, а остальные ингредиенты состава - дисперсностью 50-400 мкм.in this case, barium carbonate with a fineness of 1-6 microns is used, and the remaining ingredients of the composition with a fineness of 50-400 microns.
Кроме того, формирование на поверхности каждой детали слоя диффузионно-экзотермического состава можно проводить формированием для каждой детали или для всех сразу вспомогательной оболочки на расстоянии 5-20 мм от упрочняемой поверхности и заполнением полученного объема диффузионно-экзотермическим составом в виде сухой смеси порошков указанных ингредиентов.In addition, the formation on the surface of each part of a layer of diffusion-exothermic composition can be carried out by forming for each part or for all at once an auxiliary shell at a distance of 5-20 mm from the hardened surface and filling the resulting volume with a diffusion-exothermic composition in the form of a dry mixture of powders of these ingredients.
Кроме того, формирование на поверхности каждой детали слоя диффузионно-экзотермического состава можно осуществлять нанесением пастообразной смеси порошков указанных ингредиентов с использованием органического или минерального связующего.In addition, the formation on the surface of each part of a layer of diffusion-exothermic composition can be carried out by applying a pasty mixture of powders of these ingredients using an organic or mineral binder.
Такое выполнение способа термодиффузионного упрочнения стальных изделий позволяет решить указанную задачу создания дешевого и достаточно просто реализуемого способа термодиффузионного упрочнения широкой номенклатуры стальных деталей, например, рабочих органов различных сельскохозяйственных орудий, в том числе в условиях слабо оснащенных мастерских сельхозпредприятий.This embodiment of the method of thermal diffusion hardening of steel products allows us to solve the indicated problem of creating a cheap and fairly simple method of thermal diffusion hardening of a wide range of steel parts, for example, working bodies of various agricultural implements, including in conditions of poorly equipped workshops of agricultural enterprises.
В указанных условиях не представляет трудностей формирование на поверхности упрочняемой детали слоя диффузионно-экзотермического состава, ее размещение в емкости с песчаной засыпкой и воспламенение указанного состава с помощью запального средства.Under these conditions, it is not difficult to form a layer of a diffusion-exothermic composition on the surface of the hardened part, to place it in a tank with sand filling, and to ignite the specified composition with the help of a firing agent.
Эффективное термодиффузионное упрочнение стальных деталей обеспечивает предложенный состав диффузионно-экзотермической композиции, который включает экзотермическую термитную смесь (алюминий магниевый сплав, железная окалина), диффузионно-активную смесь, содержащую легирующие элементы для нитроцементации упрочняемой поверхности детали (активированный уголь, желтая кровяная соль, углекислый барий) и стабилизирующие добавки (двуокись кремния, азотнокислый натрий), выполняющие сбалансированные функции частичного замедления процесса горения термитной смеси и одновременного стимулирования процесса термодиффузии в тело восстанавливаемой детали.Effective thermal diffusion hardening of steel parts provides the proposed composition of the diffusion-exothermic composition, which includes an exothermic thermite mixture (aluminum-magnesium alloy, iron oxide), a diffusion-active mixture containing alloying elements for nitrocarburizing the hardened surface of the part (activated carbon, yellow blood salt, carbon dioxide ) and stabilizing additives (silicon dioxide, sodium nitrate) that perform balanced functions of partial deceleration process burning thermite mixture and simultaneous thermal diffusion process to stimulate the body recoverable part.
Сравнительно узкий диапазон содержания каждого из ингредиентов в диффузионно-экзотермической композиции определен опытным путем при разработке предложенного способа на экспериментальной базе ГОСНИТИ, что обеспечило достижение указанных свойств и характеристик диффузионно-экзотермической композиции в процессах термодиффузионной цементации и нитроцементации стальных деталей.A relatively narrow range of the contents of each of the ingredients in the diffusion-exothermic composition was determined empirically when developing the proposed method on the experimental basis of GOSNITI, which ensured the achievement of the indicated properties and characteristics of the diffusion-exothermic composition in the processes of thermal diffusion cementation and nitrocarburizing of steel parts.
Экспериментальные исследования показали, что для решения поставленной задачи большинство ингредиентов могут иметь разброс в процентном отношении от среднего значения в диапазоне 0,1-0,2% (активированный уголь и двуокись кремния 0,2-0,4%). При этом дисперсность порошковых ингредиентов находится в технологически удобном диапазоне 50-400 мкм, кроме дисперсности углекислого бария - в диапазоне 1-6 мкм, что также является существенным для решения поставленной задачи благодаря положительному влиянию указанных размеров частиц порошков на процессы воспламенения, горения термитного состава и диффузии легирующих элементов при упрочнении деталей.Experimental studies have shown that to solve this problem, most ingredients can have a scatter as a percentage of the average in the range of 0.1-0.2% (activated carbon and silicon dioxide 0.2-0.4%). In this case, the dispersion of the powder ingredients is in the technologically convenient range of 50-400 microns, except for the dispersion of barium carbon dioxide - in the range of 1-6 microns, which is also essential for solving the problem due to the positive influence of the indicated particle sizes of the powders on the ignition, combustion of the termite composition and diffusion of alloying elements during hardening of parts.
Безопасное дистанционное воспламенение диффузионно-экзотермического состава, окружающего изделие, обеспечивается за счет специальным образом выполненного запального средства, расположенного в диффузионно-экзотермическом составе, и огнепроводного шнура, выведенного за пределы защитной емкости с песчаной засыпкой. Указанные особенности выполнения способа упрощают эксплуатацию систем и устройств для термодиффузионного упрочнения изделий вне специализированных предприятий.Safe remote ignition of the diffusion-exothermic composition surrounding the product is ensured by a specially designed ignition means located in the diffusion-exothermic composition and a fire-resistant cord removed outside the protective container with sand filling. These features of the method simplify the operation of systems and devices for thermal diffusion hardening of products outside specialized enterprises.
При использовании для термодиффузионного упрочнения деталей сухих порошков диффузионно-экзотермического состава детали должны быть размещены в защитной емкости внутри сформированной вспомогательной оболочки, например из картона, расположенной на расстоянии 5-20 мм от упрочняемой поверхности для заполнения полученного объема сухой смесью порошков указанных ингредиентов. Указанный диапазон определяется минимальным и максимальным количеством порошков указанного состава для проведения, например, цементации небольшой или массивной детали.When using dry diffusion-exothermal composition for dry powder hardening of parts, the parts must be placed in a protective container inside the formed auxiliary shell, for example, from cardboard, located at a distance of 5-20 mm from the hardened surface to fill the resulting volume with a dry mixture of powders of these ingredients. The specified range is determined by the minimum and maximum number of powders of the specified composition for, for example, cementing a small or massive part.
При использовании для термодиффузионного упрочнения деталей диффузионно-экзотермической композиции в виде пастообразной смеси порошков можно применить связующее на основе полимерных или силикатных композиций. При этом пастообразную диффузионно-активную смесь сначала следует наносить первым слоем на упрочняемую поверхность детали, а затем приготавливать пастообразную экзотермическую термитную смесь и наносить на указанную деталь вторым слоем.When using a diffusion-exothermic composition in the form of a paste-like mixture of powders for thermal diffusion hardening, a binder based on polymer or silicate compositions can be used. In this case, the paste-like diffusion-active mixture should first be applied with the first layer on the hardened surface of the part, and then a paste-like exothermic thermite mixture should be prepared and applied to the specified part with the second layer.
Воспламенение наиболее эффективной для термодиффузионного упрочнения порошкообразной железоалюминиевой термитной смеси нельзя осуществить ни при помощи спичек, ни от обычных воспламеняющих составов. Для воспламенения порошкообразного термита в ГОСНИТИ было предложено устройство с особым составом ингредиентов. В качестве горючего в состав зажигательной смеси, в частности, были включены магниевый порошок и тонкоизмельченная алюминиевая пудра, при этом горение зажигательной смеси на основе окалины и порошков алюминия или магния оказалось вполне удовлетворительным. Это в значительной степени повлияло на увеличение скорости воспламенения и нагрева диффузионно-экзотермического состава, оказывая положительное влияние на характер диффузионного слоя упрочняемой детали.Ignition of the most effective for thermal diffusion hardening of a powdered iron-aluminum thermite mixture cannot be carried out using matches or from conventional flammable compositions. To ignite the powdered termite, a device with a special composition of ingredients was proposed at GOSNITI. As fuel, in the composition of the ignition mixture, in particular, magnesium powder and finely ground aluminum powder were included, while the combustion of the ignition mixture based on scale and aluminum or magnesium powders was quite satisfactory. This significantly influenced the increase in the rate of ignition and heating of the diffusion-exothermic composition, having a positive effect on the nature of the diffusion layer of the hardened part.
Для облегчения воспламенения термитных паст, стабилизации процесса горения и увеличения теплового эффекта в зажигательную смесь были введены специальные добавки. Опыты также показали, что приемлемым по плавному характеру горения может быть состав зажигательной смеси, включающий аммонийную соль, бихромат калия и активированный уголь, остальные варианты композиций имеют взрывной характер горения с разбрасыванием продуктов реакции, поэтому применение их нецелесообразно.To facilitate the ignition of termite pastes, stabilize the combustion process and increase the thermal effect, special additives were introduced into the incendiary mixture. The experiments also showed that the composition of the incendiary mixture, including ammonium salt, potassium dichromate and activated carbon, may be acceptable by the smooth nature of combustion, the other versions of the compositions have explosive combustion with a spread of reaction products, so their use is impractical.
На чертеже схематически показано устройство для реализации предложенного способа.The drawing schematically shows a device for implementing the proposed method.
Устройство содержит одноразовое запальное средство, включающее огнепроводный канал 1, соединенный с пеналом 2 из сгораемого материала, заполненного порошкообразной зажигательной смесью 3. Последняя находится в контакте с зафиксированным внутри пенала открытым концом огнепроводного канала 1. Указанный пенал 2 размещен внутри вспомогательной оболочки 4, заполненной диффузионно-экзотермическим составом 5 на расстоянии от упрочняемой поверхности стального изделия в виде диска лущильника 6. Изделие 6 вместе с составом 5 находится под защитным слоем теплоизолирующей засыпки 7 в полости указанного на чертеже прямоугольного металлического корпуса.The device contains a disposable ignition means, including a flame channel 1 connected to a canister 2 of combustible material filled with a powdered incendiary mixture 3. The latter is in contact with the open end of the flame channel 1 fixed inside the canister. The canister 2 is located inside the auxiliary shell 4 filled with diffusion -exothermal composition 5 at a distance from the hardened surface of the steel product in the form of a plow blade 6. The product 6 together with composition 5 is under protective m layer of heat-insulating backfill 7 in the cavity specified in the drawing of a rectangular metal case.
Устройство функционирует следующим образом.The device operates as follows.
Вокруг стального изделия в виде диска лущильника 6 в объем, ограниченный вспомогательной оболочкой 4, засыпают диффузионно-экзотермический состав 5, после чего погружают диск лущильника 6 с вспомогательной оболочкой 4 и составом 5 внутрь упомянутого прямоугольного металлического корпуса. Затем заполняют его песчаной засыпкой 7. После этого диск лущильника 6, состав 5, пенал 2 и часть огнепроводного канала 1 оказываются защищенными при воспламенении зажигательной смеси 3 и диффузионно-экзотермического состава 5. С помощью низкотемпературного источника тепла (не показан) поджигают свободный конец огнепроводного канала 1. Через несколько секунд искровой агент подходит к зажигательной смеси 3 в пенале 2, обеспечивая сначала ее скоростное воспламенение, а затем и воспламенение диффузионно-экзотермического состава 5 с легирующими добавками, например, углеродом для цементации или углеродом и азотом для нитроцементации. Порошки алюминия и магния из-за относительной сложности и трудоемкости изготовления не всегда могут быть получены в мастерских или на предприятиях, по этой причине были проведены исследования, которые показали возможность и целесообразность использования порошков сплава 60% A1 и 40% Mg.Around the steel product in the form of a scaffold disk 6, a diffusion-exothermic composition 5 is poured into the volume limited by the auxiliary shell 4, after which the scoop disk 6 with the auxiliary shell 4 and composition 5 is immersed inside the rectangular metal casing. Then fill it with sand filling 7. After that, the hoeing disk 6, part 5, pencil case 2 and part of the flame channel 1 are protected by ignition of the ignition mixture 3 and diffusion-exothermic composition 5. Using the low-temperature heat source (not shown), they ignite the free end of the flame-conducting channel 1. After a few seconds, the spark agent approaches the incendiary mixture 3 in the case 2, providing first its high-speed ignition, and then the ignition of the diffusion-exothermic composition 5 with alloying additives, for example, carbon for cementation or carbon and nitrogen for nitrocarburizing. Powders of aluminum and magnesium due to the relative complexity and complexity of manufacturing can not always be obtained in workshops or enterprises, for this reason studies have been conducted that have shown the possibility and feasibility of using powders of alloy 60% A1 and 40% Mg.
Пример 1 реализации способаExample 1 implementation of the method
При использовании схемы нагрева диффузионно-экзотермического состава в виде смеси порошков по первому пункту формулы температура нагрева детали составила 1100°С и при выдержке 20 с глубина слоя цементации детали из низкоуглеродистой стали Ст.3 составила 0,1 мм, а твердость HV5 около 300.When using the heating scheme of the diffusion-exothermic composition in the form of a mixture of powders according to the first paragraph of the formula, the heating temperature of the part was 1100 ° С and, after holding for 20 s, the depth of the cementation layer of the part from mild steel St.3 was 0.1 mm, and the hardness HV 5 was about 300 .
При температуре нагрева той же детали 1200°С и выдержке 15 с глубина указанного слоя составила 0,3 мм, а твердость - HV5 около 790. Применение указанного состава при нагреве до 1200°С обеспечивает за 30-35 с получение диффузионного слоя толщиной до 0,8 мм. Массы деталей в обоих случаях одинаковы. Количество азота и углерода в диффузионном слое и их распределение является важной характеристикой при оценке качества этого слоя. Высокая диффузионная активность азотсодержащих ингредиентов связана, по-видимому, с наличием группы CN и образованием на поверхности адсорбционного слоя из атомов углерода и азота, быстро восстанавливаемого указанной активной группой при диссоциации.At a heating temperature of the same part of 1200 ° C and a shutter speed of 15 s, the depth of this layer was 0.3 mm, and the hardness was HV 5 of about 790. Using this composition when heated to 1200 ° C provides a diffusion layer with a thickness of up to 30-35 s 0.8 mm. The masses of parts are the same in both cases. The amount of nitrogen and carbon in the diffusion layer and their distribution is an important characteristic in assessing the quality of this layer. The high diffusion activity of nitrogen-containing ingredients is apparently associated with the presence of the CN group and the formation on the surface of the adsorption layer of carbon and nitrogen atoms, which is rapidly reduced by the indicated active group upon dissociation.
Пример 2 реализации способаExample 2 implementation of the method
На зачищенную поверхность детали из стали Ст.3 первым тонким слоем наносится активная паста, содержащая указанные ингредиенты, связующим является 25%-ный раствор клея БФ 4 в ацетоне. Вторым слоем наносится энерговыделяющая паста с тем же связующим. Все засыпается слоем сухого песка толщиной 20-40 мм. Энерговыделяющая паста поджигается указанным на чертеже средством. При воспламенении компонентов смеси протекает экзотермическая реакция при температуре 1250°С в течение 35 с. Выделяющееся при этом тепло передается от продуктов реакции к детали. Можно принять, что расход пасты при нагреве поверхностного слоя различных деталей до одной и той же температуры пропорционален их весу. После завершения процесса обрабатывания деталь остужают, очищают от шлака и подвергают термообработке и низкотемпературному отпуску (180-200°С). Глубина цементации составила 1,2 мм, твердость HV5 около 910.The first thin layer is applied to the cleaned surface of the steel part of steel St.3 with an active paste containing these ingredients, the binder is a 25% solution of BF 4 glue in acetone. The second layer is applied energy-releasing paste with the same binder. Everything is covered with a layer of dry sand with a thickness of 20-40 mm. The energy-generating paste is ignited by the means indicated on the drawing. When igniting the components of the mixture, an exothermic reaction occurs at a temperature of 1250 ° C for 35 s. The heat released in this case is transferred from the reaction products to the part. It can be assumed that the consumption of the paste when heating the surface layer of various parts to the same temperature is proportional to their weight. After completion of the processing process, the part is cooled, cleaned of slag and subjected to heat treatment and low-temperature tempering (180-200 ° C). The cementation depth was 1.2 mm, and the hardness HV 5 was about 910.
Проблема упрочнения быстро изнашиваемых деталей техники была и остается до настоящего времени достаточно сложной из-за отсутствия мобильных, доступных и простых в использовании технических средств и соответствующей технологии производства работ. Особенно высока потребность в упрочнении и восстановлении быстро изнашиваемых рабочих органов почвообрабатывающих машин (диски борон, стрельчатые лапы культиваторов, сошники, лемеха плугов и др.).The problem of hardening rapidly wearing parts of equipment has been and remains to date quite complicated due to the lack of mobile, affordable and easy to use technical means and the corresponding technology for the production of work. Particularly high is the need for hardening and restoration of quickly wearing working bodies of tillage machines (harrow disks, lancet paws of cultivators, openers, plowshare plows, etc.).
Экзотермический метод упрочнения универсален, так как он позволяет, используя порошковые составы или специальные пасты, выполнять комбинированное упрочнение: цементацию, борирование, азотирование и ряд других видов упрочнения деталей промышленного назначения. Диффузионно-экзотермический способ упрочнения изделий отвечает требованиям мобильности, простоты реализации и доступности, имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами упрочнения и восстановления.The exothermic method of hardening is universal, since it allows, using powder formulations or special pastes, to perform combined hardening: cementation, boronation, nitriding, and a number of other types of hardening of industrial parts. The diffusion-exothermic method of hardening products meets the requirements of mobility, ease of implementation and accessibility, has a number of advantages compared to other methods of hardening and restoration.
Он отличается малыми трудозатратами и энергоемкостью, не требует применения электроэнергии, углеводородного топлива, дорогостоящего оборудования. Количественное соотношение компонентов термитной и зажигательной смеси определяется соответствующими стехиометрическим соотношениями, обеспечивая процесс высокотемпературной реакции горения термитной смеси, в результате которого происходит термодиффузионное насыщение поверхности деталей легирующими элементами, содержащимися в термитной смеси.It is characterized by low labor costs and energy intensity, does not require the use of electricity, hydrocarbon fuels, expensive equipment. The quantitative ratio of the components of the thermite and incendiary mixture is determined by the corresponding stoichiometric ratios, providing the process of high-temperature combustion of the thermite mixture, as a result of which the surface diffusion is saturated with alloying elements contained in the thermite mixture.
Вопросы более широкого использования диффузионно-экзотермических реакций для осуществления химико-термической обработки и упрочнения деталей в настоящее время изучаются в ГОСНИТИ с участием Института прикладной химии и других специализированных организаций.Issues of wider use of diffusion-exothermic reactions for the implementation of chemical-thermal treatment and hardening of parts are currently being studied at GOSNITI with the participation of the Institute of Applied Chemistry and other specialized organizations.
Claims (3)
при этом используют углекислый барий дисперсностью 1-6 мкм, а остальные ингредиенты состава -дисперсностью 50-400 мкм.1. The method of thermal diffusion hardening of steel parts, including the formation on the surface of each part of a layer of diffusion-exothermic composition and its ignition, characterized in that after the formation of a layer of diffusion-exothermic composition, the parts are placed in a tank with sand filling, and the composition is ignited using ignition means located in a diffusion-exothermic composition and a flame-retardant cord, while the diffusion-exothermic composition contains an exothermic termite th mixture containing aluminum magnesium alloy and iron scale, diffusion-active mixture with alloying elements - charcoal, ferrocyanide salt and carbonate of barium and stabilizing additives - sodium nitrate and silicon dioxide in the form of quartz sand, with the following ratio of ingredients, wt.%:
in this case, barium carbonate with a dispersion of 1-6 microns is used, and the remaining ingredients of the composition with a dispersion of 50-400 microns.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008124760/02A RU2384649C1 (en) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | Method of thermodiffusion strengthening of steel parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008124760/02A RU2384649C1 (en) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | Method of thermodiffusion strengthening of steel parts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008124760A RU2008124760A (en) | 2009-12-27 |
| RU2384649C1 true RU2384649C1 (en) | 2010-03-20 |
Family
ID=41642422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008124760/02A RU2384649C1 (en) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | Method of thermodiffusion strengthening of steel parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2384649C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535123C2 (en) * | 2013-03-12 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Орел ГАУ) | Procedure for strengthening blades of work members of vehicles |
-
2008
- 2008-06-20 RU RU2008124760/02A patent/RU2384649C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535123C2 (en) * | 2013-03-12 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Орел ГАУ) | Procedure for strengthening blades of work members of vehicles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008124760A (en) | 2009-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Effect of magnesium on the burning characteristics of boron particles | |
| US5194219A (en) | Metal diffusion and after-treatment | |
| US541025A (en) | Composition of matter for saving coal during combustion | |
| CN103343314A (en) | Novel low-temperature rare earth-chromium-boronizing agent | |
| RU2384649C1 (en) | Method of thermodiffusion strengthening of steel parts | |
| US4820362A (en) | Metal diffusion and composition | |
| US5128179A (en) | Metal diffusion and after-treatment | |
| JP6777738B2 (en) | REACH-compliant pyrotechnic nobutoki composition and primer charge with variable configurable performance parameters | |
| CN103014607A (en) | Preparation and application method of carbon steel boriding agent | |
| CN103014606A (en) | Preparation method of carbon steel boriding agent | |
| RU77868U1 (en) | DEVICE FOR IGNITION OF A DIFFUSION-EXOTHERMIC COMPOSITION IN CHEMICAL AND THERMAL HARDENING OF A STEEL PRODUCT | |
| RU2350589C1 (en) | Pyrotechnical smoke-forming composition | |
| RU2501884C2 (en) | Carbonitriding of parts from die steels | |
| RU2254396C1 (en) | Method of carbonitriding metals in pastes | |
| US2634199A (en) | Process of preparing a friction ignitable composition for cigars and cigarettes | |
| GB191511727A (en) | Improvements in Incendiary Projectiles. | |
| US3634049A (en) | Incendiary composition containing an aluminum alkyl compound | |
| JP2009029661A (en) | Thermit reactive composition | |
| RU2630555C1 (en) | Fire-fighting pyrotechnical composition | |
| JPS6251917B2 (en) | ||
| RU2828383C1 (en) | Method of producing reactive coatings by detonation sputtering (embodiments) | |
| JPH01284582A (en) | Safe heat generating agent composition | |
| RU2379273C1 (en) | Pyrotechnical sparkling-force composition | |
| UA117775U (en) | WAREHOUSING FOR STEEL PRODUCTS | |
| USRE16495E (en) | A corpora |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100621 |