Склад для силіціювання високовуглецевих матеріалів в умовах саморозповсюджуваного високотемпературного синтезу

Склад для силіціювання високовуглецевих матеріалів, що містить кремній, алюміній, оксид 3 47489 4 Таблиця 1 Вміст кремнію у шихті Вміст бору у шихті, % 9 10 11 12 13 Вміст кремнію у шихті, % Товщина шару, мкм 4 4 4 4 4 320 350 400 410 410 Мікротвердість МПа 4000 5000 5800 5900 5900 шару, Таблиця 2 Вміст бору у шихті Вміст бору у шихті, % 1 2 3 4 5 Вміст кремнію у шихті, % Товщина шару, мкм 12 12 12 12 12 У разі низького вмісту алюмінію (16 %), реакція може відбутися так бурхливо, що приведе до надмірного розігрівання шихти і деталей (більше 800 °С), викиду реакційної суміші з бункера, а також надмірного перегріву деталей. Хлористий амоній у складі виконує роль газотранспортної речовини, завдяки чому економляться компоненти шихти. Допустима концентрація хлористого амонія обумовлюєтся тим, що при недостатньому його вмісті (3 %), реакція може відбутися дуже бурхливо. Склад було випробувано в лабораторних умовах. Для нанесення покриттів використовували наступні марки чавунів: АСЧ-1, СЧ-20, СЧ-25, ВЧ 45-5, ВЧ 38-17, ВЧ 42-12. Хіміко-термічну обробку здійснювали в реакторі відкритого типу (Р = 10 Па) при робочому інтервалі температур 800-1000 °С і 310 380 400 410 410 Мікротвердість МПа 4600 5100 5700 5900 5900 шару, загальної тривалості ізотермічної витримки 2-4 г. В якості насичуваного середовища використовували суміш порошків: Si, A1, Сr2О3, АlО3, NH4Cl, з дисперсністю 100-350 мкм. Сr2О3 - оксид хрому - окислювач; АlО3 - оксид алюмінію - інертна добавка; Аl - алюміній - відновник; Si - кремній марки Кр1 - джерело кремнію в покритті; В - порошок бору; NH4Cl - хлористий амоній - активатор процесу насичення. При дослідженні складу шихти для силіціювання високовуглецевих матеріалів був проведений ряд експериментальних робіт, в яких вибиралися різні вагові варіанти хімічних компонентів. Склад, що заявляється, дозволяє досягти значення мікротвердості поверхневого шару, а також необхідна кількість кремнію, необхідні для експлуатації оброблюваних деталей в промислових умовах. У результаті експерименту, був проведений хімічний аналіз поверні зміцненої деталі, результати якого приведені у таблиці 3. 5 47489 6 Таблиця 3 Вміст елементів в силіцированном чавуні ВЧ 45-5 від поверхні Відстань від поверхні, мкм 3.43 26.29 50.00 73.71 95.71 120 142 166 189 211 234 254 С Si Сr 18.04 12.86 10.95 11.34 11.54 11.69 8.75 7.66 12.71 10.08 9.97 10.33 7.10 4.19 3.08 2.59 2.79 2.70 2.84 2.95 2.77 3.00 3.05 2.73 1.49 У результаті поверхневого зміцнення деталей з високовуглецевих матеріалів, за рахунок добавки в шихту мелкодісперсного бору (100 мкм) і хлористого амонія, поліпшуються наступні технікоекономічні показники: 1. підвищується міцність поверхні деталей в 2 рази; Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Мn 0.83 0.69 0.66 0.57 Fe 73.36 82.95 85.97 85.23 85.67 84.93 87.75 89.39 83.95 86.92 86.98 86.94 2. збільшується експлуатаційний термін деталей у виробництві в 3-4 рази; 3. знижується час простою устаткування в 1,5 рази; 4. економляться дорогі компоненти шихти (мелкодісперсний бор і порошок алюмінію), за рахунок введення в шихту активатора (хлористого амонія). Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601