Спосіб нанесення багатокомпонентного покриття евтектичного типу на основі хрому

Спосіб нанесення багатокомпонентного покриття евтектичного типу на основі хрому, при якому суміш з порошків нікелю, деревного вугілля і хлористого амонію у певних співвідношеннях Винахід відноситься до машинобудівного виробництва і зокрема до хіміко-термічної обробки деталей машин з метою надання їм високої ЗНОСОСТІЙКОСТІ за рахунок нанесення покрить евтектичного типу великої товщини ВІДОМІ способи утворення зносостійких покрить на виробах шляхом попереднього нанесення на металеву поверхню шару обмазки, яка складається з матеріалів, що утворюють евтектичну структуру і клеючих речовин [1] Існуючі склади порошкових сумішей для утворення покрить евтектичного типу із обмазок мають ряд недоліків Так, для підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ інструмен тальних сталей запропоновані комплексні покриття для боросиліціювання в яких клеючою речовиною для приготування пасти використовували фтористий натрій [2] Обмазка мала такий склад, мас % карбіду кремнію (SiC) 60 - 65 фтористого натрію (NaF) 5-7 залізної окалини (FeO) 35 - 40 Недоліком даного процесу є велика пористість змішують з клеючою речовиною до консистентного стану, наносять на сталеві вироби шаром товщиною 3 - 5мм, а після висушування вироби з обмазкою запаковують в контейнери з хромувальною сумішшю і проводять хіміко-термічну обробку при температурі 1125°С протягом 6 годин, який відрізняється тим, що як клеючу речовину використовують алюмохромфосфатне зв'язуюче(АХФС), а для утворення евтектики типу Ni(Fe,Cr)-Cr23C6 і карбідів СггзСє, СГ7С3 ХІМІКО термічну обробку здійснюють в контейнері з хромувальною сумішшю, що забезпечує високу твердість і ЗНОСОСТІЙКІСТЬ покриття і крихкість покриття, а також невелика товщина шару Прототипом до запропонованого є евтектичне покриття Fe-B-C, Fe-Mn-C, Fe-Mn-B-C, в якому клеючою речовиною для приготування обмазок використовували рідке скло [3] Структура вищезазначеного покрита складається з окремих евтектичних колоній Мікротвердість таких покрить хоч і збільшується в порівнянні із сталями без покрить, але не настільки, щоб забезпечити високу ЗНОСОСТІЙКІСТЬ Крім цього, рідке скло, в якості клеючої речовини, не забезпечує рівномірної товщини і суцільності покриття Задачею запропонованого винаходу є створення покриття евтектичного типу великої товщини з високою ЗНОСОСТІЙКІСТЮ і твердістю, з використанням простої технології Поставлена задача досягається введенням в склад суміші порошків нікелю і деревного вугілля у співвідношеннях визначених попередніми дослідами і математичним плануванням експериментів Запропоноване евтектичне покриття має співвідношення компонентів що приведені в табл 1 00 со 00 го ю 53838 Таблиця 1 № п/п 1 2 3 4 Склад пасти Порошок нікелю (Ni),% Порошок деревного вугілля, % Алюмохром фосфатне зв'язуюче (АХФЗ),% Хлористий амоній (NH4CI),% Хлористий амоній введено для активації процесу насичення Порошки насичуючих елементів змішуються з клеючою речовиною - алюмохромфосфатним зв'язуючим(АХФЗ), яке використовують у ливарному C-Ni, % 72-75 23-25 2-3 1,5-2 виробництві для виготовлення швидкотвердіючих формувальних сумішей Характеристика алюмохромфосфатного зв'язуючого(АХФЗ) приведена втабл 2 Таблиця 2 № п\п 1 2 3 4 кг/см" 10" 6,5-9,0 3,5-4,5 35-39 до 0,2 Одиниця виміру В'язкість при t = 75°С Тривалість зберігання с МІС ЩІЛЬНІСТЬ Масові частини алюмінію в перерахунку на АЬОз хрому в перерахунку на СГ2О3 з'єднань фосфору в перерахунку на Р2О5 формальдегіду Після ретельного перемішування порошкової суміші із зв'язуючою речовиною утворюють консистентну масу, яку наносять на поверхні виробів рівномірним шаром товщиною 3 - 5мм, а потім висушують в сушильній шафі при температурі 100°С до утворення склоподібної суцільної кірки Висушені деталі з обмазкою запаковують в металеві контейнери з хромуючою сумішшю із Кількісна характеристика 200 - 250 до 36 1,55-1,65 % % % % Властивості АХФЗ співвідношенням компонентів 98%[30%АІ2О3 + 70%(30%АІ + 70%Сг2О3)] + 2%NH4CI Для попередження окислення суміші в контейнері наводили плавкий затвор, завантажували контейнер в термічну піч і проводили хімікотермічну обробку на режимах приведених в табл З Таблиця З № п\п Вид покриття 1 C-Ni Склад насичуючої суміші 98%(40%С + 60%Ni) + 2%NH4CI Коефіцієнт ЗНОСОСТІЙКОСТІ визначали відношенням величини зношування сталі У10 без покриття після гартування і відпускання до величини зношування сталі У10 з покриттям Під час нагрівання до температури ХТО йде дифузійний обмін елементами між обмазкою і деталями, на які наносять покриття, завдяки чому нікель і вуглець дифундують в сталь, а залізо в обмазку При температурі ХТО(1150 - 1175°С) ДВІЙНІ евтектики Ni-C(tm = 1314°C), Cr-C(tm = 1535°С) і Cr-Ni(tm = 1345°С) утворитись не можуть Рідка фаза може утворитись тільки на межі між поверхнею сталі і обмазкою і має вигляд евтектики Fe(Ni)-C, яка складається із твердого розчину нікелю в y-Fe і карбіду цементитного типу(Ре,І\Іі)зС Нікель, розчиняючись в аустеніті, знижує температуру плавлення евтектики системи Fe-C з 1145°С до 1125 - 1140°С при 2 - 3% Ni, до 1100 - 1125°С при 10-12% Ni і доЮ50-1075°Спри 18-20% Ni Таким чином, при КІЛЬКОСТІ нікелю в сталі Змас % і вище, температура плавлення евтектикиРе(І\Іі)МезС знижується нижче температури ХТО На по Режим насичення т Т°С , год 1100 6 Коефіцієнт ЗНОСОСТІЙКОСТІ 2,2 верхні виробу утворюється рідиннометалева фаза При цьому всі дифузійні процеси інтенсифікуються Евтектичний розплав на основі заліза Fe(Ni)(Fe,Ni)sC трансформується в евтектичний розплав на основі нікелю Ni(Fe)-(Fe,Ni)3C, або в розплав, ВІДПОВІДНИЙ трійній евтектиці Fe-Ni-МезС Крім цього, в процесі ХТО, із хромуючої суміші в розплав Fe-Ni-C дифундує хром, в результаті чого в розплаві інтенсивно йдуть процеси утворення карбідів хрому СггзСб і СГ7С3 При кристалізації частина карбідів буде утворювати евтектику Ni(Fe.Cr)СггзСб, а частина їх буде формуватися самостійно В результаті покриття утворене із обмазки C-Ni і хромуючої суміші буде складатися із евтектики типу Ni(Fe,Cr)-Cr23C6 і карбідів СггзСє, СГ7С3 легованих залізом, що забезпечує високу твердість і ЗНОСОСТІЙКІСТЬ покриття Запропонований склад насичуючої суміші забезпечує утворення суцільного рівномірного покриття товщиною 500 - 1500мкм з мікротвердістю 17820 -19300МПа Воно має високу ЗНОСОСТІЙКІСТЬ, жаростійкість, корозійну СТІЙКІСТЬ В абразивному, 53838 високотемпературному і корозшноагресивному середовищах Покриття системи C-Ni доцільно використовувати для деталей, яким необхідно підвищити механічні властивості і забезпечити велику товщину шару Розроблене покриття успішно випробуване на деталях цементного заводу, які працюють на зношування в абразивному середовищі При циклічних змінах температури ЗНОСОСТІЙКІСТЬ скребкових транспортерів зросла у 2,5 - Зрази Джерела інформації 1 Химико-термическая обработка металлов и сплавов Справочник Борисенко Г В, Васильев Л А , Ворошин Л Г , и др - М Металлургия, 1981 -С 424 2 Вельский Е И , Ситкевич М В , Понкратин Е И , Стефанович В А Химико-термическая обработка инструментальных материалов - Мн Наука и техника, 1986 -С 247 3 Голубец В М , Пашечко М И Износостойкие покрытия из эвтектики на основе системы FeMn-C-В -Киев Наукова думка, 1989 -С 160 4 Илларионов И Е Разработка интенсивных технологий и оптимизация составов активированых песчано-глинистых и фосфатных смесей Автореф дис.д-ратехн наук -Лен-д, 1989 -С 37 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24