Состав для нанесения покрытия натиранием деталей из сталей и сплавов

 

Использование: в химико-термической обработке деталей и инструмента, в машиностроении, автомобилеремонте, приборостроении. Сущность изобретения: состав для нанесения покрытия натиранием содержит, мас. трилон-Б 3 8; щавелевая кислота 42 50; глицерин 20 - 25;бура 3 5; кубовый остаток регенерации этиловых спиртов 5 10; вода остальное. 2 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к комплексной химической и термической обработке деталей и инструмента из легированных сталей, чугунов, сплавов с применением поверхностно-активных веществ, и может найти применение в машиностроении, автомобилеремонте и при обработке пар трения в приборостроении.

Известен состав и способ нанесения твердосмазочного покрытия на детали из чугуна и стали в растворе, содержащем фосфатирующие вещества и дисульфид молибдена.

Недостатки технологии и состава сложность приготовления, низкая коррозионная стойкость после пассивации, повышенная трудоемкость и нестабильность свойств слоя.

Известно создание композиционной поверхностной пленки натиранием в составе, содержащем медь и свинец, с проведением последующей термической обработки (Технология машиностроения, РЖ ВНИИТИ, 1992, N 10, реф. 10Б 718).

Недостатки низкая технологичность, неуниверсальность состава, наличие токсичных элементов, а также неоднородность получаемых поверхностных слоев.

Наиболее близким к заявляемому является состав для нанесения защитного антикоррозионного покрытия, содержащий трилон-Б, глицерин, щавелевую кислоту и воду (прототип).

Недостатки известного состава в низкой толщине образующейся пленки, невысоких защитных и антифрикционных свойствах, неуниверсальность применительно к легированным и высоколегированным сталям.

Цель изобретения повышение качества покрытия, улучшение коррозионной стойкости при улучшении технологичности и экологической чистоты.

Для достижения цели в состав, содержащий трилон-Б, щавелевую кислоту, глицерин, воду и борсодержащий компонент, вводят кубовый остаток регенерации этиловых спиртов и буру, при следующем соотношении компонентов, мас. Трилон-Б 3-8 Щавелевая кислота 42-50 Глицерин 20-25 Бура 3-5 Кубовый остаток реге- нерации этиловых спиртов 5-10 Вода Остальное В зависимости от марки обрабатываемой стали и условий эксплуатации деталей предусмотрено введение в состав перед проведением натирания 1-1,5 мас. водного раствора карбоната меди, а также микронного керамического шликера алюмоксидной керамики ВК-94-1.

При практически приготовлении состава применяли в качестве компонентов технические и химически чистые компоненты щавелевую кислоту Н₂С₂О₄ 2Н₂О по ГОСТ 22180-76, буру (натрий тетраборнокислый) Na₂B₄O₇ 10H₂O по ГОСТ 4199-76, трилон-Б (соль динатриевая) тилендиамин тетрауксусной кислоты C₁₀H₁₈O₁₀N₂Na₂ по ГОСТ 10652-73, глицерин С₃Н₈О₃ по ГОСТ 6259-75, кубовый остаток регенерации спирта этилового С₂Н₅ОН по ГОСТ 16299-78 и воду техническую и дистиллированную по ГОСТ 6709-72.

Применяли также этилен кубовые остатки целлюлозно-бумажного производства синтетических этиловых спиртов. Обработке подвергали детали из конструкционных сталей 30ХНМФА, 40Х, 38ХС, а также из легированных инструментальных сталей ХГ, ХВГ, Р6М5-П, а также цементованные стали 12ХН3А, 20Х, 18ХНВА при производстве деталей автомобильных пальцев и втулок.

На фиг. 1 показан внешний вид гребенок, обработанных по примеру 1; на фиг. 2 внешний вид деталей, из легированных сталей, обработанных в предложенном составе после выдержки в течение 2 ч и натирания.

П р и м е р 1. Гребенки притирочные из порошковой стали Р6М5-П обрабатывали для формирования коррозионной защитной пленки в составе, содержащем, мас. щавелевая кислота 42; бура 3; трилон-Б 3; глицерин 20; кубовый остаток регенерации этилового спирта, пpименяемого для чистовой мойки сборочных единиц специзделий 15, вода 27.

После выдержки в составе в течение 3 ч и натирания кисточкой на поверхности деталей сформировался равномерный плотный слой толщиной 5-7 мкм, содержащий окислы железа сложного состава. Коэффициент трения поверхностного слоя был 0,23-0,24, коррозионная стойкость при испытании в атмосфере 98% влажности при длительности выдержки 288 ч по ГОСТ 13819-73 была на уровне 4-5 баллов, скорость коррозии была ниже 0,02 мм/год, что на 1-2 балла лучше, чем при оксидировании по известной технологии.

П р и м е р 2. Втулки автомобильные диаметром 36 мм из стали 38ХС после термообработки на твердость НРС-40-42 и шлифования обрабатывали для создания защитного коррозионностойкого слоя в составе, содержавшем, мас. щавелевая кислота 50; бура 5; трилон-Б 8; глицерин 25; кубовый остаток регенерации технического этилового спирта 10; вода 2.

После выдержки в течение 4 ч и натирания поверхности тампоном поверхность имела серовато-дымчатый цвет, пленка оксидного слоя была равномерна и однородна по плотности и толщине, на поверхности наблюдались следы избыточной органической смазки.

В результате обработки коррозионная стойкость повысилась на 1-2 балла стандартной шкалы, прирабатываемость втулок при трении в условиях смазки солидолом улучшилась вдвое, как следствие в 1,3 раза повысился ресурс работы втулок. При сокращении времени обработки в сравнении со стандартными ваннами оксидирования в 1,3 раза и исключения загрязнения окружающей среды, исключена точечная коррозия втулок вследствие повышения толщины и однородности слоя.

П р и м е р 3. Пресс-формы прессования изделий из полиэтилена, изготовленные из стали 40Х подвергали обработке натиранием в составе, содержащем мас. трилон-Б 4; щавелевая кислота 47; глицерин 22; бура 4; кубовый остаток изготовления гидролизного этилового спирта в целлюлозобумажной промышленности 7. вода 16. После натирания полированной рабочей поверхности ватным тампоном на поверхности формировался микронный слой, имевший низкую склонность к адгезионному взаимодействию с обрабатываемым материалов, коррозионная стойкость была не хуже 0,03 мм/год во влажной атмосфере. Лучшие условия удержания смазки позволили увеличить время эксплуатации пресс-форм в 1,5 раза, а трудоемкость обработки снизилась на 30% Положительные результаты получены на конструкционных деталях из этой же стали, на направляющих колонках пресс-форм при обработке в составе, содержащем 0,3 мас. карбоната меди и при натирании составом, содержащим дополнительно шликер алюмооксидной керамики. В последнем случае скорость образования слоя на поверхности деталей повысилась в 1,6 раза.

Таким образом, предложенный состав прост в приготовлении, не содержит токсичных и дефицитных компонентов и применим в условиях неспециализированных ремонтных производствах и малых предприятиях.

Формула изобретения

СОСТАВ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НАТИРАНИЕМ ДЕТАЛЕЙ ИЗ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ, включающий трилон-Б, щавелевую кислоту, глицерин и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кубовый остаток регенерации этиловых спиртов и буру при следующем соотношении компонентов, мас.

Трилон-Б 3 8 Щавелевая кислота 42 50 Глицерин 20 25 Бура 3 5 Кубовый остаток регенерации этиловых спиртов 5 10 Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2