SU1486539A1 - Состав для ванадирования стальных изделий - Google Patents

Description

Изобретение относится к составам для диффузного ванадирования стальных изделий. Цель изобретения увеличение насыщающей способности состава и износостойкости изделий. Состав содержит следующие компоненты, масД: порошок ванадия 45-50, хлорисг тый аммоний 3-5, аммоний ванадиевокислый мета 10-15, окись алюминия остальное. Это позволяет в 1-1,5 раза повысить износостойкость. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий ванадием.

Цель изобретения - увеличение насыщающей способности состава и износостойкости изделий.

Состав, включающий ванадийсодержащее вещество, аммоний хлористый и окись алюминия дополнительно содержит аммоний ванадиево-кислый мета, а, в. качестве ванадийсодержащего вещества - порошок ванадия при следующем соотношении компонентов,мае*%:

Порошок ванадия 45-50

Хлористый аммоний 3-5

Аммоний ванадиевокислый мета 10-15

Окись алюминия Остальное

В результате ванадирования кроме

диффузии ванадия происходит также и. диффузия азота, образующегося при разложении аммония^ ванадиево-кисло—

с а

го мета, в поверхностные слои изделий и образуется карбонитрвд ванадия, имеющий твердость 1400-1500кг/мм, что положительно сказывается на износостойкости изделий.

Кроме того, при разложении аммония ванадиево-кислого мета образуется атомарный ванадий, который диффундирует в поверхностные слои изделий, и тем самым увеличивается насыщающая способность состава.

Порошок ванадия вводят с целью получения^- атомарного ванадия, который диффундирует в поверхностные слои изделий и образует карбонитриды.

Аммоний хлористый является активатором.

Окись алюминия вводят с целью *

предотвращения спекания й приваривания частиц состава к поверхности изделий.

Аммоний ванадиево-кислый мета вводят с целью получения атомарного азота и ванадия.

8 Ц „„1486539

3

1486539

4

Процесс ванадирования осуществляют следующим образом,

Изделия, предназначенный для ванадирования, обезжиривают в горячем $ (60-70°С) 5%-ном растворе щелочи и нагревают до 100-150°С с целью_удаления влаги. Остывшие.изделия укладывают в контейнеры с плавким затвором и послойно пересыпают смесью указанного состава, загружают в электропечь, нагревают до температуры 1100—

1150°С в течение 2-10 ч. Продолжительность выдержки зависит от требуемой толщины диффузионного слоя, который является конструктивным параметром. Вместе с изделиями ванадированию подвергают образцы-свидетели, изготовленные из той же марки стали, что и изделия, по которым определяют 20 толщину диффузионного слоя и его износостойкость. Износостойкость определяют по величине.износа поверхностного слоя при испытаниях на машине трения, марки "МИ" . , 25

После окончания ванадирования контейнеры выгружают из печи, охлаждают до комнатной температуры и разгерметизируют. При необходимости изделия после ванадирования подвергают за- зд калке.

П р и м е р 1 . Ванадированию подвергали образцы, изготовленные из стали марки У10. Температура процесса составляла 1100°С, а продолжительность выдержки 4 ч. В качестве! сравнительных характеристик рассматривались толщина диффузионного слоя и скорость износа образцов. Скорость износа определяли при испытании об- дд разцов на машине трения марки "МИ".

Результаты испытания представлены в табл.1.

При содержании активных компонентов менее нижних предельных эначе- д$ ний насыщающая способность состава и износостойкость обработанных в нем образцов увеличиваются незначительно

по сравнению с известным составом, а при содержании активных компонентов более верхних предельных значений насыщающая способность состава и износостойкость обработанных в нем образцов не увеличиваются по сравнению с оптимальным составом, но происходит интенсивное газовьщеление.

П р и м е р 2. Ванадированию подвергали образцы, изготовленные из сталей марок 10,45,40Х, 4Х5В2ФС и У8, в известных (6 и 7) и в предлагаемых (4) составах. Температура процесса составляла 1150°С, а продолжительность выдержки 4.4. После ванадирования образцы подвергали испытаниям на износ и определяли толщину диффузионного слоя.

Результаты испытания представлены в табл.2.

Как показывают полученные данные, насыщающая способность предлагаемого состава для ванадирования и износостойкость обработанных в нем.образцов выше соответственно в 1,5-2,0 и 2,0-2,3 раза, йем эти же свойства известных составов.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Состав для ванадирования стальных изделий, включающий ванадийсодержащее вещество, хлористый аммоний и окись алюминия, о тличающийс я тем, что, с целью увеличения насыщающей способности состава и износостойкости изделий, он дополнительно содержит аммоний ванадиево-кислый мета, а в качестве ванадийсодержащего вещества - порошок ванадия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Порошок ванадия 45-50

   Хлористый аммоний 3-5

   Аммоний ванадиевокислый мета .10—15

   Окись алюминия Остальное

   5

   1486539

   6

   Таблица!

   Состав смеси, мас.% Суммарная толщина слоя, мкм Толщина карбонитридного слоя,мкм Износ ^образцов »₂ г/см-ч Коэффициент увеличения износостойкости Порошок ванадия 40 525 Гб 0,20 м Хлористый аммоний 2 Аммоний ванадиево- кислый мета 8 'Окись алюминия 50 1 Порошок ванадия 45 660 20 0,14 2,0 Хлористый аммоний 3 Аммоний ванадиево- кислый мета 10 Окись алюминия 42 Порошок ванадия 47 820 25 0,13 2,1 Хлористый аммоний 4 Аммоний ванадиево- кислый мета 12 Окись алюминия 37 Порошок ванадия 50 920 28 0,12 2,3 Хлористый аммоний 5 Аммоний ванадиево- кислый мета 15 Окись алюминия 30 Порошок ванадий 55 960 ' 29 0,12 2,3

   Хлористый аммоний 7 Аммоний ванадиевокислый мета 20

   Окись алюминия 18

   Известные составы

   Феррованадий Хлористый аммоний Окись алюминия 60 7 33 460 14 0,28 1,0 Карбид ванадия 53 500 15 0,35 0,9 Ферромарганец 8 Натрий фтористый 7 Отходы катализа- торного произ- водства 32

   ⁷ 1486539 ⁸

   Таблица2

   .———Л Сталь — —————— — — Состав Суммарная Толщина карбонитридного слоя, мкм Износ образцов^ г/см-ч Коэффициент увеличения износостойкости среды толщина СЛОЯ) мкм ίιο 4 1340 40 0,22 2,5 45 1200 36 0,21 2,0 ^ОХ 1200 36 0,21 1,9 4Х5В2ФС 1170 35 0,19 1,9 У8 1070 32 0,18 2,0 10 6 600 18 0,54 1,0 45 530 16 0,42 1,0 40Х 530 16 0,39 1,0 4Х5В2ФС 530 16 0,36 1,0 У8 500 15 0,36 1,0 10 7 720 19 0,60 0,9 45 565 17 0,48 0.9 40Х 565 17 0,43 0,9 4Х5В2ФС 565 17 0,40 0,9 У8 —.-м——. 530 0,40 „2x9_____