RU2533577C1 - Composition of bath for cyanide hardening of metals and alloys in fluids - Google Patents
Composition of bath for cyanide hardening of metals and alloys in fluids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533577C1 RU2533577C1 RU2013156397/02A RU2013156397A RU2533577C1 RU 2533577 C1 RU2533577 C1 RU 2533577C1 RU 2013156397/02 A RU2013156397/02 A RU 2013156397/02A RU 2013156397 A RU2013156397 A RU 2013156397A RU 2533577 C1 RU2533577 C1 RU 2533577C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- bath
- urea
- metals
- alloys
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталей машин и инструментов, работающих в условиях высоких контактных нагрузок и трения при недостатке смазки.The invention relates to the field of engineering, in particular to chemical-thermal treatment of metals and alloys, and can be used for surface hardening of machine parts and tools operating under conditions of high contact loads and friction with a lack of lubrication.
Известен способ Тенифер-процесс (Tenifer-Tufftride). Согласно этому способу цианирование производилось в цианистых средах такого состава: 40% NaCN+40% KCN+20% Na2CO3 (Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. - С.300-301) /1/. Недостатками этого состава является высокая стоимость компонентов, высокая токсичность, что вызывает значительные проблемы, связанные с охраной окружающей среды (нейтрализация газов, сточных вод, отходов производства и т.п.) /1/.The known method Tenifer-process (Tenifer-Tufftride). According to this method, cyanidation was carried out in cyanide media of the following composition: 40% NaCN + 40% KCN + 20% Na 2 CO 3 (Gulyaev A.P. Metallurgy. M .: Metallurgy, 1986. - S.300-301) / 1 / . The disadvantages of this composition is the high cost of the components, high toxicity, which causes significant problems associated with environmental protection (neutralization of gases, wastewater, industrial waste, etc.) / 1 /.
Известен также состав ванны для низкотемпературного цианирования - «мягкого азотирования». Расплав карбамида с углекислыми солями калия или натрия (карбонатами) обеспечивает эффект упрочнения поверхностей стальных деталей (NH2)2CO - 55%; Na2CO3 - 45% (карбамидо-карбонатный)) (Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов. - М., 1985. - С.183-186) /2/.Also known is the composition of the bath for low-temperature cyanidation - "soft nitriding." Melt urea with carbonic salts of potassium or sodium (carbonates) provides the effect of hardening the surfaces of steel parts (NH 2 ) 2 CO - 55%; Na 2 CO 3 - 45% (urea-carbonate)) (Lakhtin Yu.M., Arzamasov BN Chemical-thermal treatment of metals. - M., 1985. - P.183-186) / 2 /.
Недостатки указанного состава:The disadvantages of this composition:
- технологические трудности, т.к. при очень низкой температуре плавления карбамида (133°C) и высокой температуре плавления углекислого натрия (854°C) и особенно углекислого калия (896°C) реакция карбамида с углекислыми солями (карбонатами) происходит очень бурно, с выделением большого количества газов и разбрызгиванием расплава;- technological difficulties, as At a very low melting point of urea (133 ° C) and a high melting point of sodium carbonate (854 ° C) and especially potassium carbonate (896 ° C), the reaction of urea with carbonic salts (carbonates) occurs very violently, with the release of a large amount of gases and spraying melt;
- трудность регулирования состава диффузионного слоя, а также контроля состава расплава;- the difficulty of regulating the composition of the diffusion layer, as well as controlling the composition of the melt;
- трудности при освежении состава путем введения в него дополнительных порций карбамида;- difficulties in refreshing the composition by introducing additional portions of urea into it;
- высокая токсичность солей в расплаве и сложности при обезвреживании цианистых отходов.- high toxicity of salts in the melt and difficulties in the disposal of cyanide waste.
В качестве наиболее близкого аналога может быть выбран состав ванны для цианирования деталей машин и инструмента, включающий приготовление расплава карбамида с углекислыми солями калия или натрия, содержащий: (NH2)2CO - 55%; Na2CO3 - 45% /2/.As the closest analogue, a bath composition for cyaniding machine parts and tools may be selected, including the preparation of a urea melt with carbonic salts of potassium or sodium, containing: (NH 2 ) 2 CO - 55%; Na 2 CO 3 - 45% / 2 /.
Технической задачей изобретения является повышение технологичности приготовления состава ванны и обеспечение экологической безопасности и, как следствие, повышение эксплуатационной стойкости деталей машин и инструментов.An object of the invention is to increase the manufacturability of preparing the composition of the bath and ensure environmental safety and, as a result, increase the operational stability of machine parts and tools.
Технический результат достигается тем, что в известный состав ванны для цианирования металлов и сплавов в жидких средах для насыщения азотом и углеродом, включающий карбамид и углекислый натрий, согласно изобретению, дополнительно вводят хлористый натрий и едкий натр при следующем соотношении компонентов (мас.%): карбамид (NH2)2CO - 40…45; углекислый натрий Na2CO3 - 35…40; хлористый натрий NaCl - 8…10; едкий натр NaOH - остальное.The technical result is achieved by the fact that in the known composition of the bath for cyanidation of metals and alloys in liquid media for saturation with nitrogen and carbon, including urea and sodium carbonate, according to the invention, sodium chloride and caustic soda are additionally introduced in the following ratio of components (wt.%): urea (NH 2 ) 2 CO - 40 ... 45; sodium carbonate Na 2 CO 3 - 35 ... 40; sodium chloride NaCl - 8 ... 10; caustic soda NaOH - the rest.
Основной недостаток двухкомпонентной карбамидо-карбонатной ванны - значительные трудности, возникающие при ее приготовлении, так как температура плавления карбамида (133°C) очень низка по сравнению с температурой плавления углекислого натрия (854°) и особенно углекислого калия (896°C). При нагревании твердой смеси (порошков) названных веществ вначале плавится карбамид и начинает реагировать с частицами углекислого натрия, плавающими в жидкости. При этом выделяется большое количество газов. Реакция карбамида с углекислым натрием происходит очень бурно, с выделением большого количества газов и разбрызгиванием расплава.The main disadvantage of the two-component urea-carbonate bath is the significant difficulties encountered in its preparation, since the melting point of urea (133 ° C) is very low compared to the melting temperature of sodium carbonate (854 °) and especially carbonic potassium (896 ° C). When a solid mixture (powders) of these substances is heated, urea first melts and begins to react with sodium carbonate particles floating in the liquid. A large amount of gas is released. The reaction of carbamide with sodium carbonate is very violent, with the release of a large amount of gas and spraying the melt.
В результате этого на поверхности ванны образуется большое количество пены, которая выносит из ванны жидкость и твердые частицы. При быстром нагреве смеси наблюдается интенсивное выплескивание расплава из тигля. Большое количество аммиака, выделяющегося при сплавлении компонентов карбамидо-карбонатной ванны, значительно загрязняет атмосферу в зоне работы печи.As a result of this, a large amount of foam forms on the surface of the bath, which carries liquid and solid particles out of the bath. With rapid heating of the mixture, intense splashing of the melt from the crucible is observed. A large amount of ammonia released during the fusion of the components of the urea-carbonate bath significantly pollutes the atmosphere in the zone of operation of the furnace.
Для уменьшения потери компонентов в процессе приготовления ванны на основе карбамида-углекислого натрия в ее состав дополнительно вводят хлористый натрий в количестве 8…10%. Хлористый натрий при данном соотношении значительно снижает температуру плавления солевой смеси и тем самым уменьшает разницу в температурах плавления карбамида и углекислого натрия.To reduce the loss of components during the preparation of the bath based on urea-sodium carbonate, sodium chloride in the amount of 8 ... 10% is additionally introduced into its composition. Sodium chloride at this ratio significantly reduces the melting point of the salt mixture and thereby reduces the difference in the melting points of urea and sodium carbonate.
Экспериментальные исследования показали, что при введении в ванну хлористого натрия ее выкипание при сплавлении компонентов прекратилось. Кроме недостатков известных ванн на основе карбамида, связанных с выкипанием и большим выносом солей, они представляют экологическую опасность, так как в процессе работы выделяют очень токсичное газообразное вещество - цианистый водород. Цианистый водород образуется в результате реакции цианистого натрия, находящегося в расплаве с парами воды и углекислым газом, образующимися при разложении карбамида.Experimental studies have shown that when sodium chloride was introduced into the bath, its boiling away during fusion of the components ceased. In addition to the disadvantages of the known urea-based baths associated with boiling and large salt removal, they pose an environmental hazard, since during the process they emit a very toxic gaseous substance - hydrogen cyanide. Hydrogen cyanide is formed as a result of the reaction of sodium cyanide in the melt with water vapor and carbon dioxide formed during the decomposition of urea.
Едкий натр, введенный в состав ванны, связывает цианистый водород в нелетучее вещество - цианистый натрий, тем самым делает карбамидсодержащую ванну экологически безопасной в плане выделения вредных веществ в атмосферу. Кроме того, введение в состав ванны едкого натра способствует обогащению расплава цианистым натрием, участвующим в насыщении стали азотом.The caustic soda introduced into the bath binds hydrogen cyanide into a non-volatile substance - sodium cyanide, thereby making the urea-containing bath environmentally safe in terms of emission of harmful substances into the atmosphere. In addition, the introduction of caustic soda into the bath helps enrich the melt with sodium cyanide, which is involved in the saturation of the steel with nitrogen.
Технологический процесс состоит в следующем. Подобранный состав компонентов - карбамид (NH2)2CO - 40…45%, углекислый натрий Na2CO3 - 35…40%, хлористый натрий NaCl - 8…10% и едкий натр NaOH - остальное расплавляли в специальном тигле, затем производили стабилизацию (старение) состава ванны в течение 2-3 часов, после чего в тигель с расплавом помещали исследуемые образцы.The technological process is as follows. The selected composition of the components - urea (NH 2 ) 2 CO - 40 ... 45%, sodium carbonate Na 2 CO 3 - 35 ... 40%, sodium chloride NaCl - 8 ... 10% and sodium hydroxide NaOH - the rest was melted in a special crucible, then produced stabilization (aging) of the bath composition for 2-3 hours, after which the test samples were placed in a crucible with a melt.
Как показали эксперименты, активность предлагаемого состава ванны не уступает активности состава на основе карбамида (карбамидо-карбонатный), а также состава ванны, используемого для цианирования стальных изделий по методу Tenifer-Tufftride (табл.1).As experiments showed, the activity of the proposed bath composition is not inferior to the activity of the urea-based composition (urea-carbonate), as well as the composition of the bath used to cyanide steel products using the Tenifer-Tufftride method (Table 1).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013156397/02A RU2533577C1 (en) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Composition of bath for cyanide hardening of metals and alloys in fluids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013156397/02A RU2533577C1 (en) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Composition of bath for cyanide hardening of metals and alloys in fluids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2533577C1 true RU2533577C1 (en) | 2014-11-20 |
Family
ID=53382765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013156397/02A RU2533577C1 (en) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Composition of bath for cyanide hardening of metals and alloys in fluids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2533577C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714271C1 (en) * | 2019-11-25 | 2020-02-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный университет" | Bath composition for nitriding parts from structural and tool steels |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2205892C1 (en) * | 2001-11-06 | 2003-06-10 | Калининградский государственный технический университет | Method for hardening of cutting and forming tool from heat-resistant chromium steel |
| RU2242533C2 (en) * | 2002-12-26 | 2004-12-20 | Калининградский государственный технический университет | Method for thermochemical treatment of articles, preferably piston pair details of tractor and automotive engines |
| CN101139695A (en) * | 2007-10-26 | 2008-03-12 | 孙国飞 | Nitride salt for heat treatment of metal surface |
| RU2463381C1 (en) * | 2011-07-18 | 2012-10-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Method for carbonitriding of parts from high-chromium steels |
-
2013
- 2013-12-18 RU RU2013156397/02A patent/RU2533577C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2205892C1 (en) * | 2001-11-06 | 2003-06-10 | Калининградский государственный технический университет | Method for hardening of cutting and forming tool from heat-resistant chromium steel |
| RU2242533C2 (en) * | 2002-12-26 | 2004-12-20 | Калининградский государственный технический университет | Method for thermochemical treatment of articles, preferably piston pair details of tractor and automotive engines |
| CN101139695A (en) * | 2007-10-26 | 2008-03-12 | 孙国飞 | Nitride salt for heat treatment of metal surface |
| RU2463381C1 (en) * | 2011-07-18 | 2012-10-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Method for carbonitriding of parts from high-chromium steels |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Лахтин Ю.М. и др. Химико-термическая обработка металлов, М., Металлургия, 1985, с.183-186. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714271C1 (en) * | 2019-11-25 | 2020-02-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный университет" | Bath composition for nitriding parts from structural and tool steels |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| MX2007006969A (en) | Method for hardening stainless steel and molten salt bath for realizing said method. | |
| MY177826A (en) | Steel for nitrocarburizing and nitrocarburized component using the steel as material | |
| BR112021017145A2 (en) | Solid cleaning composition and method for cleaning a hard surface | |
| UA96774C2 (en) | High-temperature lubricant and its use in hot-forming of high-grade steels and carbon steels under pressure | |
| CN102899604A (en) | Metal surface salt bath nitrocarburizing method | |
| JPWO2011136095A1 (en) | Chemical substance treatment agent containing persulfate and silver complex, and chemical substance decomposition method using the same | |
| RU2533577C1 (en) | Composition of bath for cyanide hardening of metals and alloys in fluids | |
| MX2013010431A (en) | Molten-salt bath for nitriding mechanical steel parts, and implementation method. | |
| JP2016223011A (en) | Surface treatment agent of steel product, and surface treatment method of steel product | |
| CN102220462A (en) | Inorganic environment-friendly water-soluble quenching agent | |
| RU2714271C1 (en) | Bath composition for nitriding parts from structural and tool steels | |
| JP2006299068A (en) | Chemical substance-decomposing agent and cleaning method using the same | |
| RU2764098C1 (en) | Composition of a bath for sulfociation of products from structural and tool steels | |
| PA8802101A1 (en) | SUITABLE 1,2,4-3,5-DIONA COMPOUNDS FOR THE TREATMENT OF DISORDERS THAT RESPOND TO THE MODULATION OF DOPAMINE D3 RECEIVER | |
| US4163680A (en) | Process for carbonitriding steel and cast iron articles | |
| RU2501884C2 (en) | Carbonitriding of parts from die steels | |
| US1804454A (en) | Process for hardening articles made of iron or steel | |
| RU2314363C1 (en) | Compound for carbonitriding of articles made from alloyed steels | |
| US1796248A (en) | Process for the cementation of iron and steel | |
| BRANZEI et al. | Obtaining the Controlled Sulphonitrocarburized Layer Phase Compositions, by the Variation of the Solid Powdery Medium Components | |
| RU2592339C1 (en) | Method of carbonitriding parts made from structural and tool steels | |
| JP2018204085A (en) | Carburization method of steel part, steel part and carburizing agent | |
| SU922176A1 (en) | Method for chemical and thermal treatment of steel and cast iron products | |
| Siambun et al. | Influence of CO2 Gas in the electro-carburisation process of mild steel | |
| GB399820A (en) | Manufacture of alkali cyanates |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161219 |