SU1527316A1 - Порошкообразный состав дл комплексного насыщени стальных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, а именно химико-термической обработке в порошковых средах, и может быть использовано в машиностроении дл  поверхностного упрочнени  деталей машин, изготовленных из углеродистых сталей. Цель изобретени  - повышение жаростойкости и износостойкости обрабатываемых изделий. Порошкообразный состав дл  комплексного насыщени  стальных изделий содержит, мас.%: кремний 35-40

тантал 25-30

хлорид аммони  3-5

гектафторсиликат аммони  10-15

оксид алюмини  остальное. Использование изобретени  обеспечивает повышение жаростойкости обрабатываемых изделий в 2,9-4,0 раза, износостойкости в 2,4-3,3 раза по сравнению с обработанными известным способом. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к химико-термической обработке в порошковых средах, и может быть использовано в машиностроении дл  поверхностного упрочнени  деталей машин, изготовленных из углеродистых сталей.

Цель изобретени  - повышение жаростойкости и износостойкости обрабатываемых изделий.

Издели , предназначенные дл  химико-термической обработки, обезжиривают в гор чем (80-90 0) 5%-ном щелочном растворе и сушат при 100-150 С. Остывшие издели  укладывают в контейнеры с плавкими затворами, послойно пересьшают смесью состава, мас.%:

Порошок кремни  35-40

Порошок тантала 25-30

Хлорид аммони  3-5

Гексафторсиликат

аммони 10-15

Оксид алюмини  Остальное загружают в электропечь, нагревают до 1100-1150°С и вьщерживают при этой температуре 2-12 ч. Вместе с издели ми химико-термической обработке подвергают образцы, изготовленные из этой же марки стали, что и издели , по которым определ ют толщину диффузионного сло , еГо твердость, износостойкость и жаростойкость.

После окончани  химико-термической обработки контейнеры выгружают из печи, охлаждают до комнатной температуры и разгерметизируют.

В результате обработки изделий в таком составе в диффузионном слое образуетс  жаростойкое химическое соединение Та Si,, имеющее т.пл. 2495 С, и нитрид тантала, имеющий твердость 12200 МПа.

сл to

со

а

Порошок кремни  и порошок тантала ввод т в состав с целью получени  атомарных кремни  и тантала, которые диффундируют в поверхностные слои из- делим в процессе обработки.

Хлорид аммони   вл етс  активатором .

Гексафторсиликат аммони  (NH)jSiF при разложении образует атомарный азот, который, диффундиру  в поверхностные слои изделий, образует нитрид тантала, а также способствует образованию фазы .Кроме того, при разложении гексафторсиликата аммони  образуетс  кремний, который также диффундирует в поверхностные слои издели , в результате чего увеличиваетс  насыщающа  способность состава.

Оксид алюмини  3 ввод т в состав с целью предотвращени  спекани  частиц состава и их приваривани  к издели м.

Пример 1. Образцы, изготовленные из стали марки 10, подвергают диффузионному насыщению кремнием, танталом и азотом в составах, представленных в табл. 1. Температура процесса 1150°С, продолжительность выдержки 4 ч. После обработки образцы подвергают испытани м на износ на машине трени  марки МИ, определ ют ТОЛ1ДИНУ диффузионного сло , его твердость и испытывают на жаростойкость при 1000°С в течение 50 ч. Жаростойкость оценивают по привесу образцов.

Полученные результаты представлен в табл. 1 . .

Оптимальным  вл етс  состав дл  химико-термической обработки, содержащий компоненты в предлагаемых пределах . При содержании активных компонентов менее нижних предельных зна чений жаростойкость и износостойкость увеличиваютс  незначительно по сравнению с образцами,обработанными в

5

0

5

0

5

0

5

известном составе,а при содержании активных компонентов более верхних предельных значений жаростойкость и износо стойкость изделий не увеличиваютс  по сравнению с издели ми, обработанными в оптимальном составе.

Пример 2. Образцы, изготовленные из сталей марок 20Л, 25Л, ЗОЛ, 35J1 и 45Л, подвергают диффузионному насыщению кремнием, танталом и азотом в известном (состав 6, табл.1) и в предпагаемом (состав 2, табл.1) составах описанным способом. Температура процесса 1100°С, продолжительность выдержки 6 ч. После обработки образцы подвергают испытани м на износ и жаростойкость, определ ют толщину диффузионного сло  и его твердость .

Результаты испытани  представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, жаростойкость образцов после обработки в предлагаемом составе в 2,9-4,0 раза, а износостойкость в 2,4-3,3 раза вьщ1е, чем жаростойкость и износостойкость образцов после обработки в известном составе.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Порощкообразный состав дл  комплексного насьщени  стальных изделий, содержащий кремний, хлорид аммони  и оксид алюмини , отличающий- с   тем, что, с целью повышени  жаростойкости и износостойкости Обрабатываемых изделий, он дополнительно содержит тантал и гексафторсиликат аммони  при следующем соотношении KOMtioHeHTOB, мас.%:

   Кремний35-40

   Тантал25-30 .

   Хлорид аммони  3-5 Гексафторсиликат аммони 10-15

   Оксид алюмини  Остальное Таблица 1

   Порошок кремни  30 70 Порошок тантала 20 Хлорид аммони  2

   5800 14,1 0,95

   .

   Гексафторсиликат аммони  8 Оксид алюмини  40 Порошок кремни  35 82 Порошок тантала 25 Хлорид аммони  3 Гексафторсиликат аммони  10 Оксид алюмини  27 Порошок кремни  37 93 Порошок тантала 27 Хлорид аммони  4 Гексафторсиликат аммони  12 Оксид алюмини  20 Порошок кремни  40 96 Порошок тантала 30 Хлорид аммони  5 Гексафторсиликат аммони  15 Оксид алюмини  10 Порошок кремни  42 96 Порошок тантала 32 Хлорид аммони  6 Гексафторсиликат аммони  16 Оксид алюмини  4 Известный состав: Порошок кремни  75 65 Хлорид аммони  5 Оксид алюмини  20

   Известный состав

   72 2650 17,21,02

   70 2720 17,41,00

   68 2860 17,80,98

   65 3050 18,10,95

   60 4200 19,00,92

   Предлагаемый состав

   112 12300 4,70,30

   109 12350 4,90,28

   105 12400 5,10,24

   101 12480 5,30,20

   99 12500 5,60,16

   Продолжение табл.1

   10300 5,7

   0,45

   12000 4,5

   0,38

   12200 4,2

   0,32

   12200 4,2

   0,32

   2600 16,6

   1,06

   Таблица 2