Способ обработки деталей из железоуглеродистых сплавов

 

Изобретение может быть использовано в машиностроении для повышения коррозионной стойкости деталей. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости. Изделие нагревают до 520-630°С, выдерживают в азотирующей атмосфере, а затем охлаждают в защитной атмосфере, после охлаждения с интервалом не более 2 ч на поверхность деталей наносят покрытие в виде суспензии пигментов в смеси водоразбавляемых меламиноалкидных и фенольных смол. Это позволяет повысить коррозионную стойкость деталей при испытаниях в камере солевого тумана в 6-8 раз по сравнению с известным способом. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) f51)5 С 23 С 24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБ ЕТЕНИЯЫ И ОТНРЫТИЛМ

ПРИ П нт СССР

1 (2 1) 4435662/23-02 (22) 03.06.88 (46) 07.03.90. Бюл. ь " 9 (71) Научно-производственное объединение технологии автомобильной промышленности (72) В.Н.Глущенко, Ю.Ф.Чечекин,.

В.И.Никоноров, А.С.Шигарев, Б.Я.Ключков, П.П.Меркушин, Г.А.Кондрашова, Т.Б.Лабутина, А.A.Àërråâ и А.М.Кондрашов

:(53) 62 1.785 .53(088.8) ,(56) Лахтин Ю,М., Коган Я.Д. Азотирование стали. — N.: Машиностроение, 1976, с. 100. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ

ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к термической обработке, в частности к газовому азотированию железоуглеродистых сплавов, с целью повышения и их коррозионной стойкости.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости деталей. . На поверхность иэделий после нагрева до 520-630 С, выдержки при этой температуре в аэотирующей среде и последующего охлаждения в защитной атмосфере непосредственно сразу после завершения последнего, но не позже двух часов, наносят покрытие в виде суспензии пигментов B смеси водораэбавляемых меламнналкидных и фенольных смол.

Способ осуществляют следующим образом, Детали из железоуглеродистых спла,вов (сталь, чугун) загружают в терми2 (57) Изобретение может быть использовано в машиностроении для повьппения коррозионной стойкости деталей.

Цель изобретения — повьппение корроэионной стойкости. Изделие нагревают до 520-630 С, вьдерживают в азотиру" ющей атмосфере, а затем охлаждают в защитной атмосфере, после охлаждения с интервалом не более 2 ч на поверхность деталей наносят покрытие в виде суснензии пигментов в смеси водораэбавляемых меламиноалкидных и фе- нольных смол. Это позволяет повысить корроэионную стойкость деталей при испытаниях в камере солевого тумана .в 6-8 раз по сравнению с известным., 1 э.п. ф-лы, 2 табл.

:.ческую печь и подвергают нагреву в защитной атмосфере (адотирующей, эн1 дотермической, экзотермической), пре дотвращающей окисление. Нагревают до 520-630 С и выдерживают при этой температуре в течение 1-10 ч в азотирующей среде. Время выдержки устанав.ливают в зависимости от конкретного

Материала детали, ее размеров и слу жебного назначения. В качестве азотирующей среды используют, например, 100Х-ный аммиак или его же, но с различными добавками (углеродсодержащие газы, азот, кислород). Охлаждение также ведут в защитной атмосфере (аммиак, эндогаз, экзогаз). После завершения охлаждения, но не позднее двух часов с момента выгрузки охлажденных деталей из печи на воздух, на поверхность деталей наносят лакокрасочное покрытие в виде суспензии

1548262 пигментов в смеси водоразбавляемых меламиналкидных и фенольных смол, Нанесение покрытия осуществляют любым лэвестным способом: струйным обливом, 5 окунанием, пульвериэацией и др, Охлаждение деталей в защитной атмосфере можно производить до комнато, ной температуры 28-20 С,. но при этом несколько увеличивается общее технологическое время и снижается произво,дительность, так как охлаждение в защитной атмосфере в печи процесс длительный. Можно производить неполное о охлаждение до 70-90 С, если при реализации способа предусмотрены средства для выгрузки деталей из печи и подачи их на окрашивание в таком сос:тоянии. Верхний предел выбран иэ тсловий, исключающих кипение краски

1(н при ее нанесении а нижний объясня9 .,ется целесообразностью сокращения времени обработки в условиях автомати, зированного производства. !

Толщину лакокрасочного покрытия выбирают с учетом условий эксплуатации.

После нанесения покрытия его суо шат при 180-,190 С в течение 20-30 мин, (Пример. В качестве лакокра сочных покрытий, представляющих собой суспензию пигментов в смеси водоразбавляемых меламинаклидных и фенольных смол.„ используют грунтовку: суспен зию пигментов, наполнителей и ПАВ с водораэбавленной алкидномеламинофор.мальдегидной смолой и сочетании с 5%-ной фенолоформальдегидной, или эмаль: суспензию пигментов, наполнителей и ПАВ с водоразбавляемои феноло- О формальдегидной смолой с добавлением небольшого количества алкидномеламиноформальдегидной смолы.

Способ осуществляют при обработке 45 образцов из стали 40Х, стали 08КП и серого чугуна СЧ24-44.

Образцы из стали 40Х и чугуна имеют форму цилиндра длиной 100 мм и диаметром 20 мм„ образцы из стали

08КП вЂ” форму пластин с размерами

150Õ70 0,5 мм.

Аэотирование осуществляют в шахтной печи. В качестве азотирующей среды используют или аммиак или его смесь с 50% метана. Охлаждение ведут в защитной атмосфере (аммиак, экэогаэ), чтобы предотвратить окисление поверхности детали.

В интервале времени не более 2 ч (иначе окисляются открытые поры на поверхности детали) наносят одно из укаэанных лакокрасочных покрытий.

Лакокрасочное покрытие наносят окунанием на изделие, охлажденное до

20 С. После завершения нанесения поко рытие сушат в течение 30 мин при

180 С.

Конкретные режимы термообработки и последующего нанесения покрытия приведены в табл. 1.

Образцы с покрытием подвергают коррозионным испытаниям в камере солевого тумана (5%-ный раствор хлористого натрия) . Через каждые сутки проводят визуальный осмотр поверхности,с целью выявления точек коррозии. Оценку кор-. розионной стойкости (в баллах) проводят в соответствии с известной методикой. Металлографическое исследование обработанных образцов включает определение толщины азотированного слоя (общая и с.-фаза) и твердости поверхности.

Толщину слоя измеряют на поперечных микрошлифтах после травления 3%ным раствором азотной кислоты, а твердость поверхности определяют на приборе ПМТ-3 при нагрузке 100 г.

Результаты металлографических исследований приведены в табл. 2.

Предлагаемый способ позволяет получать удовлетворительные результаты по основным параметрам азотированного слоя — толщине и твердости.

Значительное повышение коррозионной стойкости (в 6-8 раз) можно объяснить следующим образом. Свежеаэотированная поверхность оказывает каталитическое действие на процесс отверждения указанных смол на границе раздела фаз. При повышенной скорости отверждения изменяется фазовый состав пленки, образуемой лакокрасочным покрытием на границе фаэ, эа счет уменьшения содержания в приграничном пленочном слое части пигмента, которые как бы отдаляются вглубь слоя в направлении от границы раздела.

Нитриды железа, находящиеся на поверхности аэотированных образцов, связывают свободные карбоксидные и гидроксидные группы, содержащиеся в смоляной основе покрытия, в резульате чего образуется плотная беспористая полимерная пленка в приграничном слое, которая служит дополнительным защит5 15482 ным барьером, более длительное время препятствующим проникновению коррозионно-активных веществ.

62 тем, что, с целью повьппения коррозионной стойкости, после охлаждения с интервалом не более двух часов на поверхность детали наносят покрытие в виде суспензии пигментов в смеси водоразбавляемых меламиналкидных и фенольных смол.

Формула изобретения

1. Способ обработки деталей из

?келезоуглеродистых сплавов, включающий нагрев и выдержку в азотирующей атмосфере и охлаждение в защитной атмосфере, отличающийся

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что нагрев осуществляют до температуры 520-630 С.

1Таблица 1

Режим химико-термической обработки Режим нанесения покрытия

Способ патериал иэделия

Время до начала покрытия, ми н

Вид покрытия

Температура изделия, С

Выдержка Защитная

Насыщая!щаяся среда

- среда при е с, С <,! ч охлаждении

Сталь 40Х 100Х Ннз 650 2

Грунтовка

В-ИЛ-О!4З!

ООХ НН, Известный и

11

II

II ! °

1\

II

II

II

11

II т!

lI

II

ll

II

II

11 !

II

Чугун

СЧ24-44

Сталь 08КП

?00 N??1 600 3

60 го

Грунтова

В-ИЛ-0143

Эмаль

В-ФЛ-119-9 .Грунтовка

В-? Л-0143! сох нн zo

580 6

580 6

Сталь 40Х

60 го

50Х НН, 50Х C??4 !

ООХ НН, II

?г

580 - 6

580 6

Эндогаз

Воздух

zo го

:!з

*

Варианты 1,5,8 и 14 осуществления предлагаемого способа имек1т заграничные значения параметров процесса

Таблица 2

Коррозионная стойкость, балл коррозии, se время

" !" 1 "

Характеристика азотнрованного слоя

Твердость поверхности

Н я ар

Способ

Толщина Общая толс,-фазы, дина слоя, мкм мм

288 360

650-670

6 з

18-2Р

О, 2-0, 25

8 6

9 7

8 7

В 7 в

В 7

9 9

7 6

6 6

8 6

Предлагаемый*

2 з

5

7

Иэвест" ный

Предлагаемый

2 з

5

7

9 ! о

11

1Z . !з

5-6

10-!2

25-30

90"100 ! о-!г

10-12

10-!г

18-25

18-25

10-12 ! 2-14 !

О-!2

10-12

0,05

О, 15-0 17

0,27-0,3

0,6-0,63

0,9-1,1

0,27-0, 3

0,27-0 3

0,27-0,3

0,3-0,4

Сквозное

0>27-0,3

0,27-0,3

0,27-0,3

0,27-0,3

500 2

520 6

580, 6

630 4

640 12

580 6

580 6

580 6

590 10

400-450

550-600

650-700

550 600

450"500

650-700

650-700

650-700

600-650

500-520

650-700

650-700

650-700

650-700

9 !

О

10 о о

10 о о

10 о, 10

10 о

8

10 о

9 ! о

9 ! о о

В.

7

9 .9

8 ! о

8

9 ! о

9 в, 9

8 го го

20 го

20 го

zo

5

9

6

9 .8

6 ! о

7

?го