SU981448A1 - Medium for glow-discharge nitriding - Google Patents

Medium for glow-discharge nitriding Download PDF

Info

Publication number
SU981448A1
SU981448A1 SU813252763A SU3252763A SU981448A1 SU 981448 A1 SU981448 A1 SU 981448A1 SU 813252763 A SU813252763 A SU 813252763A SU 3252763 A SU3252763 A SU 3252763A SU 981448 A1 SU981448 A1 SU 981448A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
carbon dioxide
dissociated
nitriding
corrosion resistance
ammonia
Prior art date
Application number
SU813252763A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Духанин
Виталий Петрович Братилов
Николай Николаевич Конкасов
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8772
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8772 filed Critical Предприятие П/Я В-8772
Priority to SU813252763A priority Critical patent/SU981448A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU981448A1 publication Critical patent/SU981448A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/28Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in one step
    • C23C8/30Carbo-nitriding
    • C23C8/32Carbo-nitriding of ferrous surfaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/24Nitriding
    • C23C8/26Nitriding of ferrous surfaces

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

Изобретение относитс  к химикотермической обработке металлов и сплавов, а точнее к азотированию в тлеющем разр де деталей машин и механизмов.The invention relates to the chemical heat treatment of metals and alloys, and more specifically to the nitriding in the glow discharge of machine parts and mechanisms.

. Известны различные среды дл  азотировани  в тлеющем разр деС, содержащие 100% аммиака, либо 10% аммиака +90% аргона, либо 90% аммиака + 10% пропана t .. Various nitriding media are known in the glow discharge of C, containing 100% ammonia, or 10% ammonia + 90% argon, or 90% ammonia + 10% propane t.

Однако известные составы характеризуютс  невысокой коррозионной стойкостью деталей после азотировани .However, the known compositions are characterized by a low corrosion resistance of the parts after nitriding.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сути и достигаемому результату  вл етс  среда дл  азотировани  в тлеющем разр де, содержаща  диссоциированный аммиак и 0,5-2% метана 2.Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a glowing nitriding medium containing dissociated ammonia and 0.5-2% methane 2.

Данна  среда позвол ет повысить коррозионную стойкость изделий после азотировани  по сравнению с указанными .This medium makes it possible to increase the corrosion resistance of the products after nitriding in comparison with the above.

Цель изобретени  - дальнейшее повышение коррозионной стойкости деталей .The purpose of the invention is to further increase the corrosion resistance of parts.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что состав дл  азотировани  в тлеющем разр де, содержащий диссоциированный аммиак и углеродсодержащее соединение,The goal is achieved by the fact that the composition for nitriding in the glow discharge, containing dissociated ammonia and a carbon-containing compound,

в качестве углеродсодержащего соединени  содержит углекислый газ при следующем соотношении компонентов, вес.%:as carbon-containing compound contains carbon dioxide in the following ratio of components, wt.%:

Углекислый газ 5-10Carbon dioxide 5-10

ДиссоциированныйDissociated

аммиакОстальноеammoniaEmost

Добавленный в полностью диссоциированный аммиак, состо щий из 1 час10 ти азота и 3 частей водорода, углекислый газ при азотировании в тлеющем разр де разлагаетс  в прикатодном пространстве. При этом в последнем по вл ютс  дополнительно ионы кисло15 рода и углерода, которые взаимодейству  с распыленным железом, образуют химические соединени , эти соединени , в свою очередь, осаждаютс  на детали и разлагаютс  под действием ионной Added to completely dissociated ammonia, consisting of 1 hour of nitrogen and 3 parts of hydrogen, carbon dioxide gas, when nitrated, decomposes in the cathode space. At the same time, the latter additionally contains ions of oxygen and carbon, which interact with the sprayed iron, form chemical compounds, these compounds, in turn, are deposited on the parts and decompose under the action of ionic

20 бомбардировки. При разложении этих соединений образуютс  кислород и углерод , которые адсорбируютс  поверхностью металла. Все это приводит к тому, что на поверхности деталей фор25 мируетс  зона химических соединений на основе оксикарбонитрида (Fe, Me) (N,С,0), где Me - легирующий элемент. Растворение некоторого количества . кислорода в карбонитриде повышает 20 bombing. The decomposition of these compounds produces oxygen and carbon, which are adsorbed to the metal surface. All this leads to the fact that a zone of chemical compounds based on oxycarbonitride (Fe, Me) (N, C, 0) is formed on the surface of the parts, where Me is the alloying element. Dissolving some amount. oxygen in carbonitride increases

30 коррозионную стойкость последнего, п. гпрттовательип (так как полученное покрытие беспористое и равномерно покрывает все изделие), и самой детали . При этом нужно отметить, что содержание углекислого газа в смеси менее 5% не приводит к повышению кор роэионной стойкости, очевидно вследствие того, .что в карбонитриде раствор етс  мало кислорода, а при содер жании углекислого газа в смеси больш 10% происходит снижение коррозионной . стойкости и товарного вида изделий (из-за по влени  на них разноцветных п тен), возможно это происходит всле ствие слишком большого насыщанлцего потенциала кислорода, привод щего к окислению поверхности и по влению пор в зоне химических соединений. Использование диссоциированного амглиака в смеси с 5-10% углекислого газа обеспечивает повышение коррозионной стойкости и снижение пожарои взрнвоопасности процесса азотировани . Объ сл. етс  это следующим. Углекислый газ пожаро- и взрывобезопасен более того, он  вл етс  веществом, ирегипствующим горению. Способ осуществл етс  следующим образом. В камере-ресивере установки дл  азотировани  в тлеющем разр де обработаны дисковые образцы стали 38ХНЗМФА. Катодную очистку и нагрев образцов до провод т в среде полностью диссоциированного аммиака, выдержку при этой температуре б ч дл  формировани  сло  заданной глубины ведут в смеси полностью диссоциированного аммиака с 5% углекислого газа. Аналогичным образом, проводитс  обработка образцов в смеси с 7,10 и 15% углекислого газа, а также в среде полностью диссоциированного aNBiwaKa (т.е. без углекислого газа) . Дл  сравнени  обработаны образцы по способу, вз тому в качестве прототипа и с печным азотированием по режиму: выдержка при 520°С 12 ч, выдержка при 540С 22 ч. После азотировани  по 3 образца от каждого режима обработки подвергают коррозионным испытани м: электрохимическому растворению при комнатной температуре в 3% растворе хлористого кали  в воде в течение 15 мин. При этом одновременно с помощью потенциостата П-5848 с поверхности образцов снимаютс  потенциодинамические анодные пол ризационные кривые, позвол ющие определ ть потенцисш питтингообразовани . После выдержки в электролите поверхность образцов рассматривают при увеличении 10 с целью определени  количества питтинтов на участке шкмаадью л/25 мм. Результаты электрохимических исследований приведены в таблице.30 is the corrosion resistance of the latter, p. Gprtetelieipip (since the coating obtained is non-porous and uniformly covers the entire product) and the part itself. It should be noted that the content of carbon dioxide in the mixture of less than 5% does not lead to an increase in corrosion resistance, apparently due to the fact that little oxygen dissolves in the carbonitride, and when the content of carbon dioxide in the mixture is greater than 10%, the corrosion is reduced. durability and presentation of products (due to the appearance of multi-colored spots on them), perhaps this is due to too much oxygen saturation potential, which leads to surface oxidation and the appearance of pores in the chemical compound zone. The use of a dissociated ampliac in a mixture with 5-10% carbon dioxide provides an increase in corrosion resistance and a reduction in the fire risk of the nitriding process. Vol. This is as follows. Carbon dioxide is fire- and explosion-proof; moreover, it is a substance that registers combustion. The method is carried out as follows. In the receiver chamber of the installation for nitriding in the glow discharge, disc samples of steel 38XNMMPA were processed. Cathode cleaning and heating of the samples until they are carried out in a completely dissociated ammonia medium; exposure at this temperature to form a layer of a given depth is carried out in a mixture of completely dissociated ammonia with 5% carbon dioxide. Similarly, samples are processed in a mixture with 7.10 and 15% carbon dioxide, as well as in a completely dissociated aNBiwaKa medium (i.e., without carbon dioxide). For comparison, the samples were processed according to the method, taken as a prototype and with furnace nitriding according to the mode: holding at 520 ° C for 12 hours, holding at 540 ° C for 22 hours. After nitriding, 3 samples from each processing mode are subjected to corrosion tests: electrochemical dissolution at room temperature in a 3% solution of potassium chloride in water for 15 minutes. At the same time, potentiodynamic anodic polarization curves are taken from the surface of the samples using a P-5848 potentiostat, which allows determining the potentiation of pitting. After soaking in the electrolyte, the surface of the samples is examined at a magnification of 10 in order to determine the number of pitts in the area L / 25 mm. The results of electrochemical studies are shown in the table.

100 диссоциированного аммиака100 dissociated ammonia

95 диссоциированного аммиака + 5 углекислого газа95 dissociated ammonia + 5 carbon dioxide

93 диссоциированного аммиака + 7 углекислого газа93 dissociated ammonia + 7 carbon dioxide

90 диссоциированного аммиака + 10 углекислого газа90 dissociated ammonia + 10 carbon dioxide

85 диссоциированного аммиака + 15 углекислого газа85 dissociated ammonia + 15 carbon dioxide

90 аммиака + 10 пропан90 ammonia + 10 propane

99 диссоциированного аммиака + 1 метана /прототип/114099 dissociated ammonia + 1 methane / prototype / 1140

20-30 мелких питтингов20-30 small pits

Коррозионного разрушени  не обнаруженоNo corrosion damage detected

Коррозионного разрушени  не обнаруженоNo corrosion damage detected

Коррозионного разрушени  не обнаруженоNo corrosion damage detected

20-30 мелких питтингов20-30 small pits

Единичные (1шт .) питтингиSingle (1 pc.) Pitting

Claims (2)

Единичные (1-3 шт.) питтинги Как видно из таблицы, при содержании углекислого газа в смеси от 5 до 10% коррозионна  стойкость, т.е. стойкость к питтингообраэованию, образцов азотированных в тлеющем разр де наилучша  по. сравнению с пр4 лучаемой после обработки по известному способу. Формула изобретени  Среда дл  азотировани  в тлеющем разр де, содержаща  диссоциированный аммиак и углеродсодержащее соединени отличающа с  тем, что, с целью повышени  коррозионной стойкости , деталей, в качестве углеродсодержащего соединени  она содержит углекислый газ при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углекислый газ 5-15 Диссоциированный аммиакОст€1льное Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Регулируемые процессы азотиройани . М., НИИниформт жмаш, 1976, 13-76-20, с. 14-19. Single (1-3 pcs.) Pitings As can be seen from the table, when the content of carbon dioxide in the mixture is from 5 to 10%, the corrosion resistance, i.e. resistance to pitting, samples nitrided in the glow discharge are best. compared with pr4 radiated after processing by a known method. Glitter nitriding medium containing dissociated ammonia and carbon-containing compounds, which in order to increase corrosion resistance, it contains carbon dioxide in the following ratio of components, wt.%: Carbon dioxide 5 -15 Dissociated ammoniaCost € 1kl Sources of information taken into account during the examination 1. Adjustable nitrogen and nitrogen processes. M., NIIiniformt Zhmash, 1976, 13-76-20, p. 14-19. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке 3253031/22-02, кл. С 23 С 11/14, 1981.2. USSR author's certificate according to the application 3253031 / 22-02, cl. C 23 C 11/14, 1981.
SU813252763A 1981-03-04 1981-03-04 Medium for glow-discharge nitriding SU981448A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813252763A SU981448A1 (en) 1981-03-04 1981-03-04 Medium for glow-discharge nitriding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813252763A SU981448A1 (en) 1981-03-04 1981-03-04 Medium for glow-discharge nitriding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU981448A1 true SU981448A1 (en) 1982-12-15

Family

ID=20944797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813252763A SU981448A1 (en) 1981-03-04 1981-03-04 Medium for glow-discharge nitriding

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU981448A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1000181A1 (en) Process for the treatment of austenitic stainless steel articles
RU2617467C1 (en) Composition of powder mixture for thermodiffusion zinc-plating of steel products
SU981448A1 (en) Medium for glow-discharge nitriding
Taguchi et al. Effect of surface nitriding on corrosion resistance of chromium in sulfuric acid solution
JPS5912755B2 (en) Stainless steel surface treatment method
US3892597A (en) Method of nitriding
US3705058A (en) Soft-nitriding procedure for steel and cast iron
Triwiyanto et al. Low temperature thermochemical treatments of austenitic stainless steel without impairing its corrosion resistance
Sanad et al. Inhibition effect of potassium iodide on corrosion of stainless steel in hydrochloric acid solution
KR800000216B1 (en) Method of nitriding
Hancock et al. Anodic polarization as a possible rapid method of deciding whether a given solution is corrosive or inhibitive
RU2109080C1 (en) Plant for gas low-temperature thermochemical treatment of steels and alloys
SU945245A1 (en) Method for nitriding
RU2124068C1 (en) Method of thermochemical treatment of parts
Steyer et al. Influence of post-treatments on corrosion behaviour of gas nitrocarburised steels
SU945236A1 (en) Composition for producing copper-tin coatings on steel products
SU1116096A1 (en) Method of preparing steel components before carburizing
JPH11229114A (en) Surface hardening method for austenitic stainless steel
GB2055404A (en) Gas nitriding steel
SU1027284A1 (en) Method of blackening surface of ferrous metals
RU2194795C1 (en) Method of diffusion nickel plating of metal materials in fluidized bed
RU2033473C1 (en) Method of complex diffusive saturation of articles made of iron-carbon alloys
Zinchenko et al. Control of the Process of Gas Nitriding with the Help of an Oxygen Probe
JP2003027259A (en) Surface modification method for imparting corrosion resistance to member of supercritical water treatment apparatus
SU676048A1 (en) Composition for diffusion titanizing of steel and cast iron products