SU1073331A1 - Состав дл алитировани стальных изделий - Google Patents

Description

ч

:о 00 W

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к химико-термическрй обработке, и может быть применено в качестве насыщающей среды дл  диффузионного алихировани  стгшьных изделий .

Известен состав дл  алитировани , содержащий алюминий и безводный хлористый алюминий при следующем содержании компонентов, вес.%:

Алюминий92-94

Безводный хлористый

алюминий6-8 Y|

Данный состав позвол ет проводить насыщение в герметических контейнерах с плавким затвором. Однако отсут ствие огнеупорного наполнител  в названном составе не позвол ет использовать его в услови х окислительного высокотемпературного печного нагрева из-за невозможности образовани  каркаса обмазки, наносимой на упрочн емое изделие. При этом высока  активность насыщающей смеси в услови х высоких температур Г700-9009с) приводит к образованию шероховатой упроч ненной поверхности. 1фоме того, воз нкает необходимость использовани  дорогосто щей оснастки, затрудн етс  применение процесса закалки после Х1шико-термической обработки, увеличиваетс  расход насыщающей смеси.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  состав дл  алитировани  стальных изделий, который представл ет србой смесь порошкообразного алюмини , фтористого натри  и колчеданного огарка при слеД5 щем содержании компонентов, вес.%

Алюминий15-35

Фтористый натрий 5-10 . Колчеданный огарок . 60-60 2

Данный состав позвол ет проводить насыщение в окислительной среде без защитной оснастки, однако в процессе диффузионного упрочнени  возможно сползание обмазки с вертикальных стенок издели  и их интенсивное окисление. Кроме того, вход щий в состав алюминий способствует активному взаимодействию компонентов обмазки, и,. как следствие, оплавлению и увеличению шероховатости упрочн емой поверхности деталей.

г ., Цель изобретени  - снижение шероховатости обрабатываемого издели .

Поставленна  цель достигаетс  тем что состав дл  алитировани  стальных изделий, включающий алюмосодержащее вещество, фтористый натрий, дополнительно содержит наполнитель отходы катализаторного производства, а в качестве алюмосодержащего вещества - ферроалюминий и алюминиевокислый кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ферроалюминий 5-40

Алюминиевокислый

кальций ,5-16

Фтористый натрий 3-10

Наполнитель - отходы

катализаторного производстваОстальное

При этом отходы катализаторного производства (согласно OCI 6-03-71-7 имеют составумае.%: FeO 31-38 0,7-1,0; СаО 2-3; 3-4; Ре,04, FegO - остальное.

Введение в предлагаемый состав алюминиевокислого кальци  в количестве 5-16% улучшает сцепл емость обмазки с упрочн емым изделием и повышает ее прочность при высоких температурах. Увеличение количества алюминиевокислого кальци  свыше 16% приводит к уменьшению и алюмосодержащего компонента, что способствует подавлению процесса алитировани . Уменьшение его ниже 5% не позвол ет получить надежных результатов по диффузионному насыщению в услови х окислительной печной среды

Применение в качестве алюмосодержщего вещества ферроалюмини  вместо порошкообразного алнлшни  снижает активность насыщающей среды, способствует подавлению процесса алитирвани , а также снижает способность восстановлени  окислов железа алюминием . Это приводит к снижению количества активных атомов алюмини , которые в меньшей степени реагируют с компонентами смеси и диффундируют вглубь насыщаемой поверхности, образу  диффузионный слой с малой величиной шероховатости.

Использование отходов катализаторного производства с размером частиц более О,2 мм позвол ет упростить процесс подготовки смеси дл  диффузионного насыщени , так как не требует предварительной операции измельчени  железосодержащего компонента.

П р и м е р. Состав алитировани  готов т смешением порошкообразных компонентов фракцией 0,1-0,2 мм в обычных услови х.

Дл  нанесени  состава на образцы из стали готов т обмазку, где св зующим дл  порошкообразной смеси  вл етс  вода. i . .

Компоненты дл  приготовлени  обмазки: фтористый натрий марки Ч по ГОСТ 4463-66, порошкообразный ферроалюминий, алюминиевокислый кальций марки Ч по МРТУ 6-09-496-63, отходы катализаторного производства по ОСТ.6-03-71-78.

Термодиффузионное насыщение из предлагаемого состава провод т в обмазках на образцах из стали У8А размерами 10x10x30 мм. , Обмазку толщиной 4-5 мм нанос т на образцы путем погружени  последних в подготовленный состав. Сушат в течение 10.-20 мин при комнатной температуре на воздухе, затем помещают образцы в электропечь, нагрету до температуры процесса химико-терм ческой обработки. , 1100°С и выдерживают 2-6 ч. Закалку провод т при температуре диффузионного насыщени . При закалке обмазка тер ет целостность и отдел етс  с поверхности образцов. В названных услови х васыщэнй) наблюдаетс  усадка о&лазки на Вел Е{Чину h . Результаты диффузионного насыщени  стали У8А после обработки из составов, содержащих компоненты в различных соотношени х, представлены в таблице. Как видно из таблицы, величина усадки обмазки при 900°С в течение 2 ч составл ет 3-4 мм, в то зке врем  насыщение из известного состава при тех же услови х приводит к боль шей величине усадки - 10 мм. Полу 1енные данные свидетельствуют об уменьшении величины усадки обмазки из предлагаемого состава по сравненюо с известным в 2,5-3,3 раза. Величина шероховатости упрочненной поверхности из предлагаемого состава при названных услови х диффузионного насыщени  составл ет 20-50 мкм, в то же врем  насыщение из известного состава при тех же услови х приводит к увеличению шероховатости (ЮО160 мкм). Полученные данные показывают , что величина шероховатости ут рочненйой поверхности из предлагаемого состава по сравнению с известным уменьшаетс  в 2-8 раз. Использование предлагаемого состава дл  диффузионного алитировани  из обмазок стальных изделий обеспечивает по сравнению с известными составами уменьшение величины усадки обмазки на 200% и более, увеличение надежности процесса диффузионного насыщен . ни  в окислительной среде, возможность получени  алитированного сло  на детал х сложной конфигурации, больших габаритов.

Предлаг аемый

10

40

16

35

13

20

12

45

19

4,0

30-50

45

2 6 2

6 2 6

30-50

8

2 6 2 6 50-70

11 6 9 20-40 40-60

Прототип Состав обмазки по прототипу, мас.%: алкгш колчеданный огарок 73.

Продолжение таблицы ний 20, фтористый натрий 7,

Claims (1)

1. (-57) 1. СОСТАВ ДЛЯ АЛИТИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий алюмосодержащее вещество, фтористый натрий* отличающийся тем, что, с целью снижения шероховатости обрабатываемого изделия и повышения надежности диффузионного насыщения в окислительной среде, он дополнительно содержит наполнитель - отходы к а тали затор ног о производства^ в качестве алюмосодержащего вещества - ферроалюминий и алюминиевокислый кальций, при следующем соот-

   ношении компонентов, мас.%: Ферроалюминий Алюминиевокислый 5-40 кальций Фтористый натрий Наполнитель - отходы катализаторного 5-16 3-10 производства Остальное 2. Состав поп. 1, отличающийся тем, что отходы катализаторного производства имеют следующий состав компонентов, мас.%: Окись железа 31-38 Q Окись калия Окись кальция Окись алюминия 0,7-1,0 S (Л Закись железа Остальное F *-* о м СО СО СО 1 А