SU1560619A1

SU1560619A1 - Состав дл силицировани стальных изделий

Info

Publication number: SU1560619A1
Application number: SU874315760A
Authority: SU
Inventors: Николай Васильевич Корнопольцев; Юрий Александрович Шинкевич; Иван Федорович Рындин
Original assignee: Восточно-Сибирский технологический институт
Priority date: 1987-10-12
Filing date: 1987-10-12
Publication date: 1990-04-30

Abstract

Изобретение относитс к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам силицировани в порошковых средах, и может быть использовано в химической промышленности дл повышени коррозионной стойкости деталей технологической оснастки. Цель - повышение коррозионной стойкости изделий за счет увеличени толщины диффузионного сло . Состав содержит 62-64 мас.% двуокиси кремни , 10-20 мас.% оксида меди, 10-20 мас.% алюмини и 6-8 мас.% хлористого аммони . Состав позвол ет получать покрытие, коррозионна стойкость которого на пор док выше сравнительно с покрыти ми, полученными из известного состава. Толщина покрытий увеличиваетс в 3 раза. 2 табл.

Description

Изобретение относитс к металлургии , в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам сили- цировани в порошковых средах, и может быть использовано в химической промышленности дл повышени коррозионной , стойкости деталей технологической оснастки.

Цель изобретени - повышение коррозионной стойкости стальных изделий за счет увеличени толщины диффузионного сло .

Состав дл силицировани стальных изделий включает двуокись кремни , оксид меди, алюминий и хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов , %:

Двуокись меди

Оксид меди

Алюминий

Хлористый аммоний

62-64 10-20 10-20 6-8

Двуокись кремни (ГОСТ 22551-77), полученна , например, из кварцевых песчанников (с содержанием SiOz более 99%) Черемшанского месторождени Бур тской АССР позвол ет уменьшить пористость диффузионного сло и тем самым повысить коррозионную стойкость.

Главна особенность кварцевых песчаников Черемшанского месторождени - из чистота, выдержанный, почти посто нный химический состав: высокое (более 99%) содержание двуокиси кремни при низком содержании вредных примесей.

Оксид меди (ГОСТ 16539-79), введенный в состав дл силицировани , служит катализатором реакции восстановлени , что ведет к более полному восстановлению кремни , обеспечива при этом увеличение скорости диффузии

ел

0

и увеличение толщины диффузионного сло .

Алюминий ПА-4 (ГОСТ 6058-73) - восстановитель; хлористый аммоний (ГОСТ 3473/72) - активатор процесса силицировани .

Дл выбора ойтимального количества порошка оксида меди, двуокиси кремни - , алюмини и хлористого аммони были приготовлены составы смесей (см. табл. 1).

Перед насыщением провод т восстановление смеси.

Процесс сшшцировани провод т при 950РС в течение 4 ч деталей из стали 30 и 45,

Данные по вли нию количества по рошка оксида меди, кварцевого песка, алюмини , хлористого аммони на тол- щину, износо- и коррозионную стойкость приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, с увеличением содержани двуокиси кремни бо- лее 64 мас.% толщина диффузионного сло увеличиваетс до 480 мкм, коррозионные свойства понижаютс ,.

С уменьшением содержани двуокиси кремни до 60 мас.% значительно уменьшаетс толщина сло и коррозион- на стойкость.

С уменьшением содержани оксида меди до 5 мас.% понижаетс толщина диффузионного сло и коррозионна стойкость, а с уменьшением содержани алюмини до 5 мас.% толщина сло возрастает , а коррозиднна стойкость понижаетс .

С увеличением содержани оксида меди выше 20 мас.% коррозионна стойкость силицидных покрытий понижаетс , так как происходит частичное меднение образцов. Увеличение в смеси алюмини свыше 23% ведет к резкому понижению толщины диффузионного сло ,

Таким образом, составы 2-4 с толщиной диффузионного сло 210-350 мкм имеют наилучшие показатели по коррозионной стойкости с минимальной потерей веса дл стали 10 2,4 10 - , 2,9 10 г/мм2 и дл стали 45 -3,4 10- -6, г/мм2,

Силицирование изделий осуществл ют следующим образом.

Производ т предварительно восстановление порошковой смеси в контейнере при 950°С. Затем контейнер охлаж- даетс , смесь высыпаетс из контейнера , просеиваетс , добавл етс хлорис

с

0

5

тый аммоний. Смесь смешиваетс в конусном смесителе в течение 15-20 мин,

Издели очищают от ржавчины и гр зи, обезжиривают и упаковывают в контейнер в следующем пор дке. На дно тигл помещают слой насыщающей смеси толщиной 20-30 мм. Затем укладывают слой деталей так, чтобы рассто ние до стенок контейнера и между детал ми было не менее 15-20 мм. Детали засыпают, слегка уплотн сили- цирующим составом. Рассто ние между сло ми деталей должно быть не менее 30 мм. Верхний слой засыпают толщиной 20-30 мм над детал ми. Дл предотвращени деталей от окислени используют плавкий затвор. Тигли помещают в печь, нагретую до 950 С и выдерживают 3-6 ч, после чего тигли охлаждают на воздухе.

Пример 1. Провод т силициро- вание образцов из стали 10 и 45 из смеси следующего состава, мас.%:

Оксид меди 10

Алюминий 20

Двуокись кремни 62

Хлористый аммоний 8

Температура силицировани 950°С, врем 4 ч.

Коррозионные испытани провод т в среде 10%-ной ,/ в термостате СЖШ1 19/25-И1 при . Скорость коррозии определ ют по потере веса. Взвешивание провод т на весах с точностью до 0,001 г. Толщину диффузионного сло определ ют на металлографическом микроскопе МиМ-3.

Пример 2. Силицирование образцов провод т аналогично примеру I. Состав .дл силицировани имеет следующее содержание компонентов, мас.%:

Оксид меди 15

Порошок алюмини 15

Хлористый аммоний 7

Двуокись кремни 63

Пример 3. Силицирование провод т аналогично примеру 1, Состав дл силицировани имеет следующее содержание компонентов, мас.%:

Оксид меди 20

Порошок алюмини 10

Хлористый аммоний 6

Двуокись кремни 64

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, покрыти , полученные из предлагаемого состава, обладают коррозионной стойкостью, на

5156

пор док превышающую коррозионную стойкость покрытий, полученных из известного состава. Толщина покрыти увеличиваетс в 3 раза.

Claims

Формула изобретени

Состав дл силицировани стальных изделий, содержащий двуокись кремни , хлористый аммоний и оксид металла, отличающийс тем, что,

9

с целью повышени коррозионной стойкости изделий за счет увеличени топ- щины диффузионного сло , он дополнительно содержит алюминий, а в качестве оксида металла - оксид меди при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Двуокись кремни 62-64

Оксид меди10-20

Алюминий .10-20

Хлористый аммоний 6-8 i

Таблица 1

Опыт

Содержание, мае.%

Алюминий

Хлористый аммоний

Предлагаемый состав

5

10

15

20

25

25 20 15 10 5

10

8

7

6

4

60 62 63 64 66

4,0-10 2,9-10 2,8-10 2,4.10

3,8 10 Известный состав

6 Оксид

железа3

5-10 - 5-10 60-90 1,6.10 - 120

Таблица 2

Состав сили- Толщина диффузион-Коррозионна стой , цирующей ного сло , мкмкость за 24 ч,

смеси 1- г/мм1, в 10%-ной

Ст 10 Ст 45 HЈSO

Ст 10 Ст 45

Предлагаемый

по примеру 12101802,,

23202902,8-Ю 45-10 4

33503202,4-Ю 4З.А-НГ Известный120-1,,

Составитель Н.Сункина Редактор Т.Лазоренко Техред М.Дидык Корректор М.Пожо

Заказ 955Тираж 809Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Потери массы, г/мм за 24 ч. в 10%-ной HZSO,

Ст 10

Ст 45

Толщина диффузионного сло , мкм

4,0-10 2, 2,8-10-4 2,4.

13,7 10

-4

6,1

5,0

10 10

3,8 10 й состав

-4

3,4 10 4,8-10

-4-4 -4 4

30

2 lO

320

350

480