Состав расплава для нанесения карбитов кремния на поверхность стальных деталей

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Советских

Сфциапистичесиих

Республик! (Щ.622870 (63) Дополнительное н авт. сеид-ву (Щ Заявлено 04Р477 (Щ 2472138/22-02 (Я) М. Кл

С 23 С 9/10

С 23 С 17/00 с нрисоединением заявки ¹â€”

Государствеииый комитет

Совета Мииистров СССР .по аеяам изобретеиий и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 05р9.78Звллетень pk 33 (45) Дата опубликования описания 250778 (S3) УДК 621.785.539 (088;B) (72) Авторы изобретения

T.Ï.Сероштан, И.М.Цыгельный, О.М.Дэиковский, В.E.Øåñòîïàëîâ, Е.И.Сембай и A И.Сошко (71) Заявитель Львовский ордена Ленина политехнический институт (54) СОСТАВ РАСПЛАВА ДЛЯ HAHECRHHR КАРБИДОВ КРЕМНИЯ

HA H0BEP H0CTb CTAJlbHblK ДЕТАЛЕЙ

1-3

Изобретение относится к химикотермической обработке сталей и может быть использовано в машиностроении, где предъявляются повышенные требо- . вания ic физико-механическим свойствам о

:деталей. машины.

Известны различные составы для на.сыщения поверхности иэделий с целью получения высокой иэносостойкости и высокой стойкости против действия кислот и расплавов солей.

Так, например, известен расплав для силицирования в жидких средах, состоящий из 50% ВаСР и 50% ЙаСк) в который вводится 15-20в ферросилиция (70-90.% 61 ) . В данном расплаве при 1000 С в течение 2 час глубины слоя на образцах стали 10 достигает

0,35 мм, микротвердость достигает

НМ 700-850 . (1) .

Известен также расплав для силицирования,, содержащий окись крем-, йия (17-38%), карбид кремния (1624%), эвтектическую смесь фтористых ®5 солей натрия и калия (38-673) (2) ., Процесс силицировання в дан ом расплаве проводят при 850-1200 С, о время насыщения 2-6 час, глубина слоя составляет 28-280 мкм.

Наиболее близким к изобретению является состав на основе кремнийорганической жидкости, в частности мо нометил, диметил и триметилхлорсиланы (3 .

Недостатками таких составов явля+ ется низкая скорость формирования силицированного слоя, высокая токсичность н нетермостабильность используемых алкилхлорсиланов, разлагающихся с выделением хлористого водорода, оказывающего корроэионное действие на металл. Пары алкилхлорсиланов оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей.

С целью интенсификации процесса предлагается состав на основе кремнийорганической жидкости, содержащий полиметилфенилснлоксановую жидкость, триэтаноламин и олигомерную перекисЬ при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:

Полиметилфенилсилоксановая жидкость 96,5-98 7

Триэтаноламин 0,3-0,5

Олигомерная перекись

622870

Глубина диффузионного силицированного слоя, мкм

1230

200

Поверхностная микротвердость слоя, кгс/мм

1400

920

1100

320

П р и м е ч а н и е: Равномерное уточнение по всей поверхйостй образца

Насыщение и упрочнение по гранищпт отдельных зерен

Формула полиметилфенилсилоксано- вой жидкости имеет вид сн сн

1, I о и >Â<-(5iij — (О-б j О-Ь| к Ч

СЬН Cb 5 (% -CH> R-C„H„,a =0-3 1К 1+Оя ПО+20) и олигомерная перекись тнпаг сн

1 1

<СН.) -СО0-(В -Qj -а -О-а-С(СН,1

<3 1 1 °

33 сн сн где

2-, 7

При концентрации триэтаноламина и олигомерной перекиси менее 0,3 и

1В соответственно — ускорение процес . са силицирования незначительное, 50 при увеличении концентрации более

0,5 и ЗЪ соответственно дальнейшего ускорения процесса не наблюдается. высокие скорости термодиффузионнФго насыщения из предлагаемого соста» ва можно объяснить особенностями высокотемпературной цепной деструкции полимерной составляющей, инициируемой и ускоряемой триэтаноламином и олигомерной перекисью. При быстром разогреве образцов некоторое количе» ство высокомолекулярной кремнийорганической жидкости у поверхности нагретой детали интенсивно деструктирует до атомов химических элементов, содержащихся в ее макромолекуле. Олй1-65

Пример. Были изготовлены сос тавы для термодиффуэионного силицирования путем механического перемешивания компонентов. в каждый состав погружались проволочные образцы ст. 10,Нагрев. осуществлялся пропусканием тока до температуры в интервале

800-l000oС в течение минуты.

Результаты насыщения по глубине слоя и микротвердости поверхностного слоя приведены в таблице для образцов, обрабатываемых в предлагаемом составе и для сравнения н известном составе (триметилхлорсилан е Н3) б» СР при температуре 900 С в течение минуты. гомерная перекись, распадаясь в присутствии тризтаноламина на активные радикалы, инициирует и ускоряет процессы цепной деструкции полимерной кремнийорганической жидкости, способствуя образованию высокой концентрации насыщающих компонентов у поверхности образца.

Высокая технологичность предлагаемого состава расплава по сравнению с известным обеспечивается свойствами ингредиентов, входящих в состав ванны, а именно: полиметилснлоксановые жидкости обладают повышенной термостабнльностью, низким давлением паров, малой испаряемостью и высокой температурой вспышки, нетоксичны, не вызывают коррозии.

Таким образом, предлагаемый состав обеспечивает высокие скорости

622870

Триэтаноламин

Олигомерная перекись

Полиметилфенилсилоксановая жидкость

0,3-0,5

1-3

Остальное

Составитель Р.Клыкова

Техред p - цу,„ик КорректорН.Ковалева

Редактор Е.Братчикова

Заказ 4845/27 Тираж 1177 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 формирования диффузионного силициро ванного слоя, увеличение термостабильности, ликвидацию токсичности и коррозионного действия на металл по сравнению с известными составами.

Формула изобретения

Состав расплава для насыщения карбидов кремния на поверхность стальных деталей, содержащий кремнийорганическую жидкость, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации процесса, он дополнительно содержит триэтаноламин и олигомерную перекись Я а в качестве кремнийорганической жидкости используют полиметилфенилсилоксановую жидкость при следующем соотношении компонентов, вес.В:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Минкевич A.È. Химико-.термическая обработка металлов и сплавов, М., Машиностроение, 1965, с. 271, 276-281.

2. Авторское свидетельство СССР

9 338561, С 23 С 9/10, 1972.

3. Патент ClJA 9 3554782, кл. 117-46, 1971.