SU1523594A1 - Порошковый состав дл комплексного диффузионного насыщени стальных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к химико-термической обработке, в частности к комплексным процессам диффузионного насыщени  стальных изделий хромом, кремнием, алюминием и редкоземельными элементами, и может быть использован в машиностроительной, химической и других отрасл х промышленности. Цель - повышение жаростойкости и снижение шероховатости поверхности стальных изделий. Состав содержит, мас.%: оксид хрома 35-39, оксид кремни  3-5, полирит 1,5-2,5, порошок алюмини  16-18, порошок железа 15-17, фтористый алюминий 0,5-1,5, хлористый аммоний 0,5-1,5, аммоний титан-фтористый 1,5-2,5 и оксид алюмини  - остальное. Использование состава по сравнению с известным позвол ет снизить шероховатость поверхности изделий в 1,5 раза и повысить жаростойкость в 1,4-1,6 раза. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к химико-термической обработке, в частности к комплексным процессам диффузионного насьш1ени  стальных изделий хромом с .кремнием, алюминием и редкоземельными металлами (РЗМ), и может быть использовано в машиностроительной, химической и других отрасл х промьшшенностн дл  повьш1ени  жаро-; износо- и коррозионной стойкости деталей машин и инструментов .

Цель изобретени  - увеличение жаростойкости покрыти  и снижение шероховатости поверхности стальных изделий .

Состав содержит оксиды хрома, кремни , а.шомини , полирит, порошки алюмини  и железа, фтористый алюминий , хлористый аммоний и титан-фтористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид хрома Оксид кремни  Полирит

Порошок алюмини  Порошок железа Алюминий фтористый Аммоний хлористый Аммоний титан-фтористый Оксид алюмини 

35-39

3-5 1,5-2,5

16-18

15-17 0,5-1,5 0,5-1,5

1,5-2,5 Остальное.

функциональное назначение: оксид хрома () - поставщик активных атомов хрома в диффузионный слой5 оксид кремни  (SiO) - поставщик активных атомов кремни  в диффузионный слой; полирит (П) - смесь оксидов редкоземельных металлов состава, %: СеО 51 LajO, 25; , 17; PrgO,,4 - поставщик редкоземельных металлов в диффузионный слой, наличие которых в диффузионном слое повышает его жаростойкость и чистоту поверхности обрабатываемых изделий; порошок алюмини  (А1) - восстановитель хрома, кремни  и редкоземельных металлов из их оксидов, порошок железа (Fe) марки ГЩЧМЗ - вводитс  с целью снижени  спекаемости состава в процессе термодиффузионного насьш)(ени ; алюминий фтористый (AlF) - активатор процесса восстановлени .порошкового состава; J аммоний хлористый (NH().C1) - активатор процесса насыщени  j аммоний титан-фтористый (N114)2 TiFg - активатор процесса на- и поставщик активных атомов титана в диффузионный cлoйj оксид алюмини  (А1гОз) - башластна  добавка , предотвращающа  спекание смеси.

Состав, в котором содержание компонентов выходит за предлагаемые пределы, не удовлетвор ют поставленной цели, так как при увеличении содержани  оксидов хрома и кремни  падает насьпцающа  способность состава, в св зи d чем не происходит их полного восстановлени , а при уменьшении их количества - падает насьш1аю- ща  способность за счет снижени  количества активных атомов элементов- диффузантов, увеличение содержани  полирита приводит к снижению жаростокости диффузионного сло  за счет неполного восстановлени , а при уменьшении его количества жаростойкость падает за счет снижени  содержани  в нем редкоземельных металлов, при увеличении содержани  алюмини  последний полностью не расходуетс  на восстановление оксидов хрома,

кремни  и редкоземельных металлов, что приводит к изменению фазового

10

15

20

25

й

5235944

состава сло , увеличению шероховатос- ти поверхности, а при уменьшении содержани  - оксиды полностью не восстанавливаютс , что приводит к снижению насьщающей способности состава, при увеличении содержани  порошка железа в смеси падает ее насыщающа  способность, а при уменьшении порошковый состав нетехнологичен из-за сильного спекани , при увеличении содержани  алюмини  фтористого, аммони  хлористого или аммони  титан-фтористого снижаетс  технологичность вследствие сильного газовыделени  в процессе восстановлени  и термодиффузионного насыщени , а при уменьшении увеличиваетс  врем  реакции восстановлени  и термодиффузионного насыщени .

Порошковый состав дл  термодиффузионного насыщени  готов т тщательным перемешиванием исходных компонентов . После перемешивани  осуществл ют восстановление в контейнерах из нержавеющей стали под песочным затвором. Синтезированный порошковьА состав размалывают при одновременном добавлении активатора и оксида алю- мини ,

П р и м е р. Составы и свойства поверхности в результате обработки на стал х У8 и 5ХНМ представлены в таблице..

Диффузионное насьш5ение провод т при 1100°С в течение 8 ч в контейнере из нержавеющей стали под плавким затвором .

Жаростойкость покрытий оценивают по увеличению массы образца, отнесенной к единице площади его начальной поверхности, температура испытаний в воздушной атмосфере 1000°С, продолжительность 26 ч.

Параметром шероховатости выбрана R - высота неровностей профил  по дес ти точкам, мкм.

Анализ данньк табли1$ 1 и результаты испытаний свидетельствуют о том, что использование предлагаемого состава (составы 2-4) позвол ет снизить шероховатость поверхности изделий в 1,5 раза и повысить жаростойкость в 1,4- 1,6 раза по сравнению с обработкой в известней составе.

30

35

40

45

50

СЧ - 1Л чО I

7 15235948

Claims (1)

1. Формула изобретени аммоний титан-фтористый, при следующем соотношении ксмпонентов, мас,%:

   Порошковый состав дл  ксмплексногоОксид хрома38-39

   диффузионного насыщени  стальных из-Оксид кремни 3-5

   делий, включающий оксиды хрома, крем-Полирит1,5-2,5

   ни , алюмини , порошок алюмини  иПорошок алюмини 16-18

   фтористый алюминий, отличаю-Порошок железа,15-17

   щ и и с   тем, что, с целью увели-Алюминий фтористый0,3-1,5

   чени  жаростойкости покрыти  и сниже- .QАммоний хлористый0,,5

   ни  шероховатости поверхности изделий,Аммоний титан-фтосостав дополнительно содержит полирит,ристый1,5-2,5

   порошок железа, хлористый аммоний иОксид алюмини Остальное