Состав для хромирования стальных изделий
Изобретение относится к химико-термической обработке материалов и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и пищевой промышленности для повышения эксплуатационных характеристик изделий. Цель - повышение кавитационной стойкости и толщины покрытий. Состав для хромирования включает компоненты при следующем соотношении, мас.%: порошок хрома 40-48, хлористый аммоний 1-2, метаванадат аммония 4-10, окись алюминия остальное. Использование состава позволяет повысить в 1,5-1,7 раза кавитационную стойкость и в 1,5-1,6 раза толщину покрытий на углеродистых сталях и стали 40х13. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С 23 С 10/54
Jq м др д
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1-2
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4443287/31-02 (22) 17,06.88 (46) 30.08,90. Бюл. У 32 (71) Киевский политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) С.М. Чернега и В.Г. Хижняк (53) 621,785,51.06 (088.8) (56) Минкевич А.H. Химико-.термическая обработка металлов и сплавов.
Y:.: Машиностроение, 1969, с. 182. (54) СОСТАВ ДЛЯ ХРОМИРОВАНИЯ СТАЛЪНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к химикотермической обработке материалов и
Изобретение относится .к химикотермической обработке материалов, и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, пищевой промьппленности для повьппения эксплуатационных характеристик изделий.
Целью изобретения является повышение кавитационной стойкости и толщины покрытий.
Состав, включающий порошок хрома, инертную добавку и активатор, дополнительно содержит метаванадат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.Х:
Порошок хрома 40-48
Хлористый аммоний
Метаванадат аммония 4-10
„„Я0„„1588802 А 1
2 может быть использовано в машиностроении, приборостроении и пищевой промышленности для повышения эксплуатационных характеристик изделий. Цель— повышение кавитационной стойкости и толщины покрытий. Состав для хромирования включает компоненты при следующем.соотношении, мас.X:ïoðîøîêхрома 40-48, / хлористый аммоний 1-2, метаванадат аммония 4-10, окись алюминия остальное, Использование состава позволяет повысить в 1,5-1,7 раза кавитационную стойкость и в 1,5-1,6 раза толщину покрытий на углеродистых сталях и стали 40113. 1 табл, 0EHСь BJII0MH ния Остальное
Хром используется в виде порошка технической чистоты, полученного при размоле хрома марки ХО зернистостью
1-2 мм, ХИ, ЧО. — метаванадат аммония бесцветные или желто-белые кристаллы с ромбической решеткой, при нагреве разлагаются, Метаванадат аммония применяется в текстильной промышленности в качестве протрав при крашении хлопчатобумажных тканей и для фиксации анилина на шелке, изготовление чернил, в техническом анализе.
Использование метаванадата аммония в совокупности с порошков хрома, инертной добавкой и хлористым аммонием в указанных mwe количествах приводит к формированию покрытия по1588802 вьппенной твердости, толщины и кавитационной стойкости.
Иетаванадат аммония в процессе нагрева порошковой смеси разлагается с образованием следующих соединений:
Ф 3 (1) NH И+ Н
NH C1 - Сl + NH Cl + N++ Н
Ф 3 (3) Образующийся в результате реакции (1) Ч О 5 испаряется (температура испа рения порядка 700 С) .
В дальнейшем возможны реакции хлорирования окисла ванадия и порошка хрома
V0 +Н V+HO
2 ь 2 2
Cr + Cl — CrC1
V + Cl †«7С1 +
Хлориды хрома и ванадия взаимодействуют с насьпцаемой стальной по-. верхностью образцов по реакции: 30
CrC1> + Fe Cr + FeC1 (7) VCl + Fe - V + Гес1з В+ (8)
1
При этом образуются активные атомы хрома и ванадия, который диффундиуют в изделие.
В результате взаимодействия атомов хрома и ванадия с углеродом сталь- 0 ной матрицы формируются карбидные пок1)ытия (Cr, V)<>C и (Cr,7) С >, отличающиеся собой микрозернистостью (0,10,5 мкм).
Атомарный азот, образующийся в результате протекания вьппеприведенных реакций;., адсорбируется насьпцаемой. поверхностью образцов, повышая активность поверхности и способность к адсорбции хрома и ванадия, ускоряя процессы диффузионного формирования покрытий. Атомарный азот принимает участие в формировании покрытий и тем самьпч увеличивает толщину покрытия, 55
Условия насыщения и структура образующегося покрытия обеспечивают повышение толщины и кавитационной стойкости, Структура формирующихся карбидных покрытий при насьпцении в предлагаемом составе, отличается особой мелкозернистостью (0,1
0„5 мкм) в отличии от известной (1,5-2 мкм). Благодаря этому и достигается значительное повьппение кавитационной стойкости.
Пример, Процесс нанесения карбидных покрытий заключается в сле— дующем. В контейнер помещают часть насьпцающей смеси. Затем в тигель по-< мещают изделия и засыпают оставшейся частью порошковой смеси. Для предотвращения проникновения воздуха в насьпцающую камеру контейнер закрывают листом асбеста и засыпают натросиликатное стекло толщиной 10 мм. При нагреве до температур ведения процесса, составляющих 1000, 1050, 1100 С воздух из контейнера вытесняется нродуктами разложения метаванадата. аммония и хлористого аммония через затвор. При этом натросиликатное стекло расплавляется (750-800 С) и герметизирует контейнер. После окончания изотермической выдержки продолжительностью 4-8 ч контейнер с деталями извлекают из печи и охлаждают до комнатной температуры на воздухе.
После охлаждения контейнера застывший силикат разбивают, контейнер распаковывают и извлекают детали с чистой поверхностью не требующей дополнительной очистки, В таблице приведеныпримеры свойств покрытий, полученных по предлагаемомуи известному составампорошков. Толщину и микротвердость карбидных покрытий определяли по стандартной мето-. дике на приборе ПМТ-3. Испытания покрытий на кавитационную стойкость проводили магнитострикционным методом на приборе УЗДН-2Т при частоте 22 кГц.
Из данных, приведенных в таблице, видно, что кавитационная, стойкость покрытий, полученных в предлагаемых составах, возрастает в 1„5-1,7 раза по сравнению с известным, а толщина покрытий увеличивается в 1,5-1,6 раза, кроме того, наблюдается некоторое увеличение микротвердости.
Формула из обретения
Состав для хромирования стальных изделий, включающий порошок хрома, окйсь алюминия и хлористый
1588802 аммоний, отличающийся тем, что, с целью повышения кавитационной стойкости и ToJIIFHHbI покрытий, он дополнительно содержит мета= ванадат аммония, при следующем соотношении компонентов, мас.7:
Порошок хрома
Хлористый аммоний
Метаванадат аммония
Окись алюминия, 40-48
1-2
4-10
Остальное
Микро твердость
Н, МПа
Компоненты насыщающей. мас.Е смеси, Насыща емый
Толщина кар бидног слоя, мкм
Кавитационная стой-
Состав материал (сталь) кость, кг/м ч г
6,8 ° 10
6,8 ° 10
6,4 10
Из вестный 1
48
У8
40Х13
Порошок хрома
NH С1
Окись алюминия
12
16500
Предлагаемый 2
16500
6,5 IO
6,1 10
38
0,5
У8
12
Порошок хрома нн4С1
Метаванадат
6,1.10
40Х13
16500
60,5
4..0
1 аммония
Окись алюминия
5,8
5,6 :10
У8
17000
3 Порошок хрома
1 1Н4С1
Метаванадат аммония
Окись алюмийия
Порошок хрома
NH С1
Метаванадат аммония
Окись алюминия
Порошок хрома
НН С1
Иетаванадат аммония
Окись алюминия
Порошок хрома
NH C1
Иетаванадат аммония
Окись алюминия
Порошок хрома
ИН4С1
Метаванадат аммония
Окись алюминия
Порошок хрома
NH4C1
Метаванадат аммония
Окись алюминия
Порошок хрома
NH C1
5 6 ° 10
1 7000
40Х13
57
44
1,5
4,5 ° 10
4,3 10
18000
14
У8
4,3 IG
40Х13
18000
50,5
44
1 5
4,0 10
4,0 10
У8
18000, 18000
4,0 ° 10
18000
40ХIЗ б
48,5
44
4,3 ° 10
4,2 10
18000
14
У8
4,2 ° 10
18000
40Х13
8
46
48
4,4 ° 10
4,3 10
14 .
18000
У8
4,3 10
18000
40 .
40Х13
4,5 ° 10
4,3 10
14
18000
У8
4,3 10
18000
40Х13
49
33
5,9 10
5,7 10
У8
1 7500
12
1588802
Продолжеыие таблицы
5 6
Метаванадат аммония
Окись алюминия
Порошок хрома яннис . Метаванадат аммония
Окись алюминия
Порошок хрома 1Н1С1
Иетаванадат аммония
Окись алюминия
13 17500 5, 7 10
40Х13
12
49
11 16500 6,4 1(Г
14 16500 6,0 10.
У8
12 16500 6,0 10
40Х13
48
11 17500 6,0 ° 10
13 17500 6,0 10
У8
12 17500 6,0 10
40Х13
11
Составитель С. Кучерявый
Редактор М. Недолуженко Техред д,ОлийныкКорректор Э. Лоичакова
Заказ 2518 Тираж 812 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж 35, Раушская иаб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101
