SU1514825A1 - Состав карбюризатора дл цементации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к химико-термической обработке, в частности к составам дл  цементации в твердых карбюризаторах. Цель изобретени  - повышение насыщающей способности карбюризатора и улучшение сплавл емости обработанных в нем жеребеек с чугуном. Состав содержит, мас.%: гипофосфит кальци  8-12

углекислый кальций 1-3

углекислый барий 6-10

роданистый марганец 0,8-2,4

гашена  известь 12-16

древесный уголь остальное. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к химико- термической обработке металлов-, в частности к составам дл  цементации в твердых карбюризаторах.

Целью изобретени   вл етс  повышение насыщающей способности карбюризатора , улучшение сплавл емости обработанных в нем. жеребеек с чугуном .

Карбюризатор, содержащий древесный уголь, углекислый кальций, углекислый барий, дополнительно содержит гипофосфит кальци , роданистый марганец, гашеную известь при следующем содержании компонентов, мас.%: Гипофосфит кальци  8-12 Углекислый кальций 1-3 Углекислый барий 6-10 Роданистый марганец 0,8-2,4 Гашена  извест ь 12-16- Древесный уголь Остальное

В предлагаемом составе гашена  известь примен етс  дл  ускорени  процесса насыщени  поверхности жеребеек; гипофосфит кальци  примен етс  дл  снижени  температуры плавлени  поверхности обрабатываемых жеребеек; роданистьй марганец примен етс  с целью улучшени  сплавл ет мости обработанной жеребейки с чугуном .

Древесный уголь  вл етс  основным источником углерода в составе карбюризатора . Древесный уголь окисл етс  воздухом, наход щимс  в порах между частицами карбюризатора:

2С + 02. 2 СО .

Окись углерода на поверхности обрабатываемой детали окисл етс  до углекислого газа, при этом выдел етс  атомарный углерод 2СО СО-, + С -

(Л С

ел f;ii.

(X)

to сд

Атомарный углерод диффундирует EI поверхность жеребейки насыщени  ее углеродом.

Углекислый кальций преп тствует спеканию карбюризатора, повышает его активность.

Углекислый барий при нагреве выдел ет углекисльм газ, который восстанавливаетс  древесным углем до окиси углерода, способствует переносу углерода на обрабатываемую поверхность .

При содержании углекислого кальци  менее 1% не достигаетс  нужный эффект, при содержании углекислого кальци .более 3% дальнейшего улучшени  свойств карбюризатора не наблюдаетс . При содержании углекислого бари  менее 6% не достигаетс  желаемый эффект, при содержании углекислого бари  более 10% увеличиваетс  токсичность карбюризатора без дальнейшего улучшени  технологических свойств.

Гипофосфит кальци  служр т источником фосфора в карбюризаторе. Фосфор восстанавливаетс , древесным углем из гипофосфита кальци  до элементарного , прнчем в момент выделени  находитс  в наиболее активном атомарном виде. Фосфор диффундирует в поверхность жеребейки, где входит в состав эвтектик с железом, марганцем . Эвтектики фосфора легкогшав- .ки, жидкотекучи, обладают самофлюсующими свойствами и поэтому облегчают смачивание жидким чугуном поверхности жеребеек. При содержании гипофосфита кальци  менее 8% желаемый эффект не достигаетс , при содержании гипофосЛита кальци  более 12% ухудшаетс  качество поверхности обработанной жеребейки.

Гашена  известь  вл етс  источником водорода. Гашена  известь распадаетс  при нагреве

-t- c г

Са(ОН),

СаО

+ .

Образующиес  пары вода реагируют с углеродом: о„

HjO + 1-2Н + СО.

Водород, вьщел ю1цийс  в атомарной форме, реагирует с углеродом, при этом образуютс  углеводородные соединени , которые  вл ютс  более эффективным звеном, передающим угле

5

0

5

0

5

0

5

0

5

род к обрабатываемой поверхности, чем окись углерода. Кроме того, водород вступает в реакгщю с фосфором и серой и также способствуют их переносу на обрабатываемую поверхность жеребейки. Образующа с  окись кальци  преп тствует спеканию карбюризатора . При содержании гашеной извести менее 12% ее вли ние оказываетс  недостаточным, при содержании гашеной извести более 16% дальнейшего улучшени  свойств карбюризатора не происходит.

Роданистый марганец служит дополнительным источником углерода, а также источником марганца, серы и азота в карбюризаторе.

При; распаде роданистого марганца выдел етс  марганец, проникаюш11Й в глубь обрабатываемой поверхности. Марганец, име  сродство к кислороду большее, чем железо, при запивке жеребейки жидким чугуном восстанавливает окислы железа, образу  легкоплавкие окислы марганца, всплывающие на поверхность чугуна; марганец снижает кипение металла за счет образовани  окиси углерода, так как вместо газообразной окиси углерода образуютс  при заливке окислы марганца , наход ш;иес  в жидком состо нии.- Тем самым роданистый марганец способствует герметичности отливки вместе постановки жеребейки. Кроме того, марганец образует легкоплавкие.эвтектики с серой и фосфором, улучша  тем самым процесс смачивани  поверхг ности жеребейки жидким чугуном. Роданистый марганец  вл етс  также источником серы. Сера, насыща  поверхность обрабатываемой жеребейки, совместно с фосфором понижает температуру ее плавлени , способству  улучшению смачиваемости поверхности жеребейки жидким чугуном. Кроме того, роданистьй марганец служит источником азота, насыщающего поверхность жеребейки, что преп тствует отбелу чугуна по линии спдавлени  его с жеребейкой , так как азот  вл етс  аус- тенизатором. При содержании роданистого марганца менее 0,8% его вли ние оказываетс  недостаточным, при содержании роданистого марганца более 2,4% дальнейшего улучшени  свойств карбюриз атора не происходит.

S1

Изготовлены п ть составов предлагаемого карбюризатора, а также состав , прин тый за прототип, табл.1.

В карбюризаторе обрабатьгоались жеребейки из стали 3 при следующем режиме: врем  обработки 6ч; температура 950 С. Определ лась глубина диффузионно-насыщенного сло . Жеребейки , обработанные в карбюризаторе, использовались дп  лить  чугунных ппастин толщиной 12 мм, дп  чего производилась заливка чугуном СЧ15, при 1 300°С,Заливалось по 20 жеребеек , обработанных каждым из составов карбюризатора. Отливки провер лись на герметичность керосиновой пробой, подсчитьшалось число течей по жеребейкам .

Результаты испытаний приведены в т абл.2.

Как видно из табл.2, предложенный состав карбюризатора оптимальных составов 2-4 имеет преимущества перед известным, прин тым за прототип . При содержании компонентов в карбюризаторе больше или меньше оптиг

148256

мального состава свойства карбюризатора ухудшаютс .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Состав карбюризатора дл  цементации , содержащий древесный уголь, углекислый барий, углекислый кальций, отлич ающийс  тем, что, с целью повьшени  насыщакнцей способности состава и улучшени  сплавл е- мости обработанных в нем жеребеек с чугуном, он дополнительно содержит гипофосфит кальци , роданистый марганец , гашеную известь при следующем соотнощении- компонентов, мас.%:

   Гипофосфит

   0

   5

   кальци 

   Углекислый

   кальций

   Углекислый

   барий

   Роданистый

   марганец

   Гашена 

   известь

   Древесный

   уголь

   8-12

   1-3

   6-10 0,8-2,4

   12-16 Остальное

   Гипофосфит

   кальци 

   Углекислый

   кальций

   Углекислый

   барий

   Роданистый

   марганец

   Гарлена 

   известь

   Древесный

   уголь

   6 0,7

   4

   8 1 6

   0,6 0,8 1012

   Осталь-Осталь- Осталь- Ос- Осталь- Остальное ноеновталь- ное ное

   ное

   Т а б л и ц а 1

   15148258

   Таблица2

   0,16 2 Налипание

   карбюризатора на жеребейку

   0,19 Нет Нет замечаний

   0,22 Нет Нет замечаний

   0,21 Нет Нет замечаний

   0,17 4 Окомкование

   карбюризатора

   0,11 8 Спекание

   карбюриза- тора и налипание на жеребейку