Состав обмазки для цементации

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СОСТАВ ОБМАЗКИ ДЛЯ ЦЕМЕНТАЦИИ(71) Заявитель Белорусская государственная политехническая академия(73) Патентообладатель Белорусская государственная политехническая академия(57) Состав обмазки для цементации нецементуемых сталей, включающий поставщика углерода и активатор, отличающийся тем, что в качестве поставщика углерода содержит кокс, в качестве активатора - фтористый натрий и дополнительно содержит желтую кровяную соль, графит, бентонит и двуокись кремния при следующем соотношении компонентов, мас.кокс 60-80 желтая кровяная соль 10-15 фтористый натрий 2-5 графит 3-7 бентонит 3-8 двуокись кремния 2-5.(56) 1. Минкевич А. Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов.Машиностроение. - С. 30-32,1976. 2. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник / Под ред. Л.С. Ляховича. - М. Металлургия. 1981. - С. 18-19, (прототип). Изобретение относится к области химико-термической обработки изделий и может быть применено на машиностроительных предприятиях для увеличения долговечности деталей. Широко известен состав для цементации из порошка состава (по массе) 50 частей древесного угля, 50 частей 3, 1 часть 23 1, который обеспечивает формирование цементационного слоя только на традиционно цементуемых сталях (с содержанием углерода до 0,3), при этом состав не позволяет проводить местную цементацию. Известен состав обмазки для цементации 50-55 сажа, 30-40 сода (23), 10-15 щавелевокислый натрий или калий 2, который обеспечивает проведение местной цементации, но на сталях с более высоким содержанием (от 0,4 до 0,8 ) углерода и со средним содержанием хрома (от 3 до 8 ) практически цементационный слой не формируется. Этот состав мы берем за прототип. Задача, решаемая изобретением, заключается в улучшении технологичности состава для цементации высокоуглеродистых и среднехромистых сталей, интенсификации насыщающей способности и увеличении глубины цементуемого слоя. Для решения указанной задачи предложен состав обмазки для цементации нецементуемых сталей, включающий поставщика углерода и активатор, в качестве поставщика углерода содержит кокс, в качестве активатора - фтористый натрий и дополнительно содержит желтую кровяную соль, графит, бентонит и двуокись кремния при следующем соотношении компонентов, мас.кокс 60-80, желтая кровяная соль 10-15, фтористый натрий 2-5, графит 3-7, бентонит 3-8, двуокись кремния 2-5. Бентонит - глина, состоящая в основном из минералов группы монтмориллонита (23422) и битделлита (2332 Н 2 О) и служит в обмазке для хорошей сцепляемости обмазки с обрабатываемой поверхно 3567 1 стью. Графит в обмазке способствует созданию восстановительной атмосферы, при этом он не выгорает, предохраняя от обезуглероживания и окисления. Двуокись кремния вводится для уменьшения пористости защитной оболочки и сохранения защитной функции при высоких температурах. Желтая кровяная соль интенсифицирует процесс насыщения и является дополнительным поставщиком атомов углерода. Пример. Проводили диффузионное насыщение образцов стали 4 Х 5 МФС размерами 404010 мм и внутренних поверхностей труб размерами 5050 мм и внутренним диаметром 40 мм. Порошковые компоненты взвешивались и смешивались. В качестве связующего использовалась вода. Приготовленная обмазка наносилась толщиной 3-5 мм на образцы. Полость труб заполнялась полностью обмазкой. Далее образцы помещались в электропечь, нагретую до 1050 . Продолжительность диффузионного насыщения составляла 4 часа. Прочность сцепления обмазки с поверхностью образца определялась путем отрыва марли, находящейся между стальной поверхностью и затвердевшей обмазкой. Характеризуется прочность сцепления усилием по отрыву марли с краской от упрочняемой поверхности. Степень отделяемости оценивали величиной работы по выбивке смеси из трубы. При этом чем меньше величина работы выбивки, тем лучше отделяемость смеси. Для определения работы из внутренних полостей труб использовали лабораторный копер с конусным бойком диаметром цилиндрической части 20 мм и углом конуса при вершине 90. Трубы помещали в металлическую гильзу, имеющую в днище отверстие диаметром 22 мм для свободного выхода бойка после выбивки смеси. При введении в состав кокса в количестве ниже предлагаемого предела происходит заметное уменьшение глубины формирующегося цементованного слоя (опыт 4), а при введении кокса выше предельного наблюдается уменьшение слоя из-за излишнего образования атомов бора. Снижение количества фтористого натрия до 1 приводит к резкому уменьшению глубины слоя (опыт 7), а введение его более 5 нецелесообразно, так как при этом не происходит увеличения глубины слоя. Наличие в составе графита выше предлагаемого предела приводит к ухудшению сцепляемости состава с поверхностью упрочняемого изделия (опыт 10), а при содержании ниже 7 резко ухудшается отделяемость состава от обработанной поверхности(опыт 11), увеличение бентонита до 7 не вызывает изменения технологических свойств, но глубина слоя несколько снижается (опыт 12). При введении желтой кровяной соли в количестве ниже предлагаемого происходит уменьшение глубины цементованного слоя (опыт 5), а увеличение ее количества (опыт 6) приводит к еще большему уменьшению глубины слоя. Двуокись кремния влияет только на структуру слоя и его равномерность, и металлографические исследования показали, что наиболее оптимальный интервал - 2-5 двуокиси кремния в составе. Таким образом, как следует из данных таблицы, насыщение с использованием предложенного состава позволяет интенсифицировать указанный процесс и повысить его технологичность. Состав 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (прототип) Содержание компонентов в составе,фторижелтая двуокись кокс кровяная стый на- графит бентонит кремния трий соль 80 10 2 3 3 2 60 15 5 7 8 5 70 10 5 5 6 4 55 20 5 7 8 5 82 8 2 3 3 2 65 20 4 4 4 3 70 15 1 4 5 5 70 13 7 4 4 2 70 15 5 2 4 4 65 10 5 10 5 5 70 13 5 5 2 5 65 10 5 5 7 5 75 10 4 5 5 1 70 10 4 4 5 7 50-55 сажи, 35 соды, 10 щавелевокислого калия Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. Усилие по отрыву состава от упрочняемой поверхности