Мастильна композиція для обробки промивальних рідин

Спосіб отримання композиційного дифузійного покриття на швидкозношувальних поверхнях деталей Із залізовуглецевих сплавів відноситься до області машинобудування, а точніше до способів хіміко-термічної обробки для підвищення експлуатаційних характеристик виробів, і може бути використаний в машинобудівній, металургійній та приладобудівній промисловості для поверхневого зміцнення деталей машин та інструменту.

Відомий спосіб зміцнення поверхонь стальних деталей [1] оснований на комбінованій зміцнюючій обробці: нанесенні на поверхню зміцнюючих деталей попереднього Ni-Co-P хімічного покриття такої рецептури (г/л):

вуглекислий кобальт

7

сірчанокислий нікель

15

лимоннокислий натрій

84

гіпофосфіт натрію

30

сірчана кислота

15

аміак

90

при температурі 80-90°С за час 150хв. і дифузійного хромування при 950-1050°С на протязі 6-7 год. у порошковому середовищі.

У результаті такої комбінованої зміцнюючої обробки за прийнятими режимами для всіх зразків реалізувався ефект рідкометалевої фази внаслідок поступового розплавлення нікелькобальтфосфорного покриття.

Наявність рідкої фази корінним чином прискорює дифузійні процеси, тобто насичення хромом. У результаті комбінованої зміцнюючої обробки було отримано дифузійні шари наступної будови: зовнішня композиційна зона товщиною до 70мкм, яка складається із карбідної колонії (карбіди хрому Cr7C3 і Cr23C6) та твердого розчину хрому в ; гомогенної зони (твердий розчин хрому в ) товщиною 30мкм; проміжної евтектоїдної зони (30мкм); зневуглецьованої зони (170-180мкм), яка поступово переходить у серцевину.

Недоліком даного покриття є невелика товщина композиційної зони, що змушує застосовувати складні методи кінцевої обробки та значний час для нанесення хімічного покриття.

В основу винаходу поставлене завдання створення способу отримання композиційного дифузійного покриття на швидкозношувальних поверхнях деталей із залізовуглецевих сплавів, у якому за рахунок рецептури попереднього хімічного покриття та введення додаткової ізотермічної витримки при дифузійному хромуванні, забезпечити збільшення товщини зовнішньої композиційної зони і скоротити загальний час нанесення зміцнюючого покриття.

Поставлене завдання вирішується тим, що спосіб отримання композиційного дифузійного покриття на швидкозношувальних поверхнях деталей із залізовуглецевих сплавів складається із нанесення на поверхню хімічного Ni-Co-P покриття з розчину, який містить лимоннокислий натрій, гіпофосфіт натрію, аміак, солі кобальту та нікелю при температурі 80-90°С і дифузійного хромування при 1000-1050°С на протязі 6-7 год. у порошковому середовищі вирішується тим, що розчин містить як сіль кобальту - хлористий кобальт, а як сіль нікелю - хлористий нікель, і додатково містить порошок міді та хлористий амоній при складі розчину (в г/л): хлористий кобальт 20-40, хлористий нікель 20-40, порошок міді 3-7, гіпофосфіту натрію 55-70, лимоннокислий натрій 80-120, хлористий амоній 40-60, аміак 50-70мл, хімічне покриття наноситься при густині завантаження 4дм2/л протягом 45хв., а під час дифузійного хромування при досягненні температури 780°С проводиться ізотермічна витримка протягом 45хв.

Завдяки реалізації таких режимів отримуємо дифузійні шари із зовнішньою композиційною зоною з розвинутою колонією карбідів, яка має мережоподібну структуру. Співвідношення фаз: твердої (карбіди хрому) і м'якої (твердий розчин хрому в ) становить 1:1 в об'ємному співвідношенні. Товщина зовнішньої композиційної зони 1 становить близько 150мкм; зони 2 твердого розчину хрому в  - 30мкм; евтектоїдної зони 3-30мкм і зневуглецьованої зони 4 - 170-180мкм. Відповідно, інтегральна мікротвердість становитиме: зони 1-12ГПа, зони 2 - 4,5ГПа, зони 3-4ГПа, зони 5 - 1,4-1,6 за феритною складовою.

Приклад 1. Зміцнення зразка зі сталі 45 здійснюється в два етапи. Спочатку наноситься хімічне покриття шляхом хімічного осадження в розчині, що містить, в г/л:

хлористий кобальт CoCl2

30

хлористий нікель NiCb

30

мідний порошок

5

лимоннокислий натрій Na3C6H5O7

100

гіпофосфіт натрію NaH2PO2

60

хлористий амоній NH4Cl

50

аміак NH4OH

60мл.

Час осадження сплаву при 80-90°С - 45хв.

Після цього деталі поміщаються у реторту з порошковою сумішшю наступного складу: 60% ферохрому, 33% оксиду алюмінію і 7% хлористого амонію, і закривають плавким затвором. Реторту поміщають у піч і здійснюють дифузійне насичення хромом у газовому середовищі. Під час нагріву реторти при досягненні температури 780°С проводять годинну ізотермічну витримку, після чого продовжують нагрів до робочої температури 1050°С і здійснюють насичення протягом 6,5 год.

Таблиця 1

Параметр

Товщина зміцненого шару, мкм

Час ізотермічної витримки, (хв.)

Температура дифузійного насичення хромом, °С

Час дифузійного насичення хромом, (год)

1

2

3

4

5

6

7

1

Хлористий кобальт CoCl2 (г/л)

30

150

45

1050

6,5

Хлористий нікель NiCl2 (г/л)

30

Мідний порошок

5

Лимоннокислий натрій Na3C6H5O7 (г/л)

100

Гіпофосфіт натрію NaH5PO2 (г/л)

60

Хлористий амоній NH4Cl (г/л)

50

Аміак NH4OH (мл)

60

2

Хлористий кобальт CoCl2 (г/л)

40

140

45

1050

7

Хлористий нікель NiCl2 (г/л)

40

Мідний порошок

7

Лимоннокислий натрій Na3C6H5O7 (г/л)

120

Гіпофосфіт натрію NaH5PO2 (г/л)

70

Хлористий амоній NH4Cl (г/л)

60

Аміак NH4OH (мл)

70

3

Хлористий кобальт CoCl2 (г/л)

20

135

45

1000

6

Хлористий нікель NiCl2 (г/л)

20

Мідний порошок

3

Лимоннокислий натрій Na3C6H5O7(г/л)

80

Гіпофосфіт натрію NaH5PO2 (г/л)

55

Хлористий амоній NH4Cl (г/л)

40

Аміак NH4OH (мл)

50

Про-то-тип

Вуглекислий кобальт CoCO3 (г/л)

7

70

-

1050

7

Сірчанокислий нікель NiSO4 (г/л)

15

Лимоннокислий натрій Na3C6H5O7 (г/л)

84

Гіпофосфіт натрію NaH5PO2 (г/л)

30

Сірчана кислота H2SO4 (мл)

15

Аміак NH4OH (мл)

90

Література:

1. AC 1731870 C23C10/02, Бюл. №17, 07.05.92. Способ получения дифузионно-хромированного покрытия на железоуглеродистых сплавах. О.П.Стецькив, А.В.Манько, Р.С.Арабский.