Состав для диффузионного хромирования

 

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, в частности к диффузионному хромированию в порошках. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости диффузионно-хромированных углеродистых сталей. В состав для диффузионного хромирования, содержащий хром, хлорид аммония и окись алюминия вводят гидрид кальция, предложенный состав содержит, мас.%: хром 58-62

гидрид кальция 4-6

хлорид аммония 1-2

окись алюминия остальное. Введение гидрида кальция в состав практически предотвращает образование на поверхности обрабатываемых углеродистых сталей карбонитридов хрома типа CR<SB POS="POST">2</SB>(NC), ухудшающих коррозионную стойкость. Использование данного состава повышает в 10-100 раз коррозионную стойкость хромированных углеродистых сталей в кислых средах, за счет чего увеличивается срок службы изделий в этих средах. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

- СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (fQ (И) А3 (51)5 С 23 С 10/38

1 (I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4426930/23-02 (22) 18.05.88 (46) 07.06.90.Бюл. У 21 (72) О.В.Каспарова, А.А.Зорин, Д.А,Беззубов и Я.И.Колотыркин (53) 621.755.51.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1157130, кл. С 23 С 10/10, 1985.

Дубинин П ° H. Диффузионное хромирование сплавов. — И.: Кашиностроение, 1964, с. 189.

1 (54) СОСТАВ ДЛЯ ДИффуЗИОННОГО .ХРОИИРО

ВАНИЯ (57) Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов, в частности к диффузионному хромированию в порошках. Цель изобретения — повьппение коррозионной стойкосИзобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, в частности к диффузионному хромированию в порошках, и может быть использовано для повышения коррозионной стойкости углеродистых сталей в химической и металлургической промьппленности, Целью изобретения является повышение корроэионной стойкости иэделий.

Состав для диффузионного хромирования содержит хром, галогенид аммо:,ния, окись алюминия и гидрид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хром 55-62

Гидрид кальция 4-6

Галогенид

2 ти диффузионно-хромированных углеродистых сталей, В состав для диффузионного хромирования, содержащий хром, хлорид аммония и окись алюминия,,вводят гидрид кальция. Предложенный состав содержит, мас.%: хром 58-62, гидрид кальция 4-6 хлорид аммония

1-2 ; окись алюминия остальное. Введение гидрида кальция в состав практически предотвращает образование на поверхности обрабатываемых углеродистых сталей карбонитридов .хрома типа

Cr (NC), ухудшающих коррозионную стойкость. Использование данного состава повьппает в . 10-100 раз коррозионную стойкость хромированных углеродистых сталей в кислых средах, за счет чего увеличивается срок службы изделий в этих средах. 2 табл. аммония 1-2

Окись алюминия Остальное

В предлагаемом составе вместо хло= рида аммония могут быть использованы другие соли аммония — фториды,бромиды или иодиды.

Введение гидрида кальция в состав смеси практически подавляет образование на поверхности обрабатываемых углеродистых сталей карбонитридов хроти типа Cr (NC), ухудшающих коррозионную стойкость.

При температуре 600 С гидрид и кальция разлагается на кальций и водород. При химико-термической обработке кальций взаимодействует с азотом активатора с образованием тугоплавкого соединения СаР< и таким образом

1569351 препятствуеч диффузии clз от а В сталь .

Помимо взаимодействия с азотом активатора кальций может частично окисляться кислородом воздуха, находяФ щимся в контейнере, с образованием тугоплавкой окиси кальция, а также взаимодействовать с окисью алюминия.

В результате в предлагаемый состав вводится избыточное количество гидрида кальция по сравнению с тем,которое требуется для связывания им азо, .та активатора.. Все компоненты смеси используют в виде порошков, В качестве хромсодержащего вещества применяют хром электролитический.

II р и м е р. Смесь засыпают в контейнер из нержавеющей стали, куда одновременно загружают образцы из углеродистой стали 45. Контейнер с плав gp ким затвором загружают в камерную печь, нагретую до температуры 1100 С, выдерживают при этой температуре 5 ч.

t после чего охлаждают с печью до 300 С, а затем на воздухе. Коррозионные испы- 5 тания хромированных таким образом образцов,проводят в растворах 5 -ной серной и соляной кислот при 40 С, а в 98 -ной серной кислоте — при 90 С. Продолжительность испытаний в этих средах

48 ч. В растворе 65 .-ной азотной кислоты образцы испытывают при 40 С в тео чение 72 ч. Скорость коррозии определяют по потерям массы образцов.

Скорость коррозии хромированной уг5 леродистой стали после испытаний в течение 48 ч в 5 .-ной Н80 при

40 С дана в табл.1.

Хромирование углеродистой стали в предлагаемом составе (по сравнению с известным) повышает ее коррозионную стойкость в растворе 5 -ной серной кислоты в 100 раз. При содержании хрома в насыщающей смеси выше верхне го предела происходит спекание смеси, а при его содержании ниже нижнего предела наблюдается снижение коррози1 анной стойкости. При содержании гидрида кальция в насыщающей смеси ниже нижнего предела или при содержании хлорида аммония выше верхнего предела количество гидрида кальция оказывается недостаточным для связывания им азота активатора. При содержании гидрида кальция в смеси выше верхнего предела коррозионная стойкость снижается, а при концентрации хлорида аммония в предлагаемом составе ниже нижнего предела уменьшается насыщающая способность смеси.

Результаты испытаний даны в табл.2.

Как видно из табл.2, хромирование углеродистой стали 45 в предлагаемом составе (по сравнению с известным) приводит к повышению ее коррозионной стойкости в 5 .-ной соляной кислоте в 75 раз, в 98 .-ной серной кислоте— в .90 раз, а в.65 .-ной азотной кислоте — в 10 раэ. (Таким образом, изобретение . позволит в -10-100 раэ повысить коррозионную стойкость изделий из диффузионно-хромированных углеродистых сталей и за счет этого увеличить их срок службы в высокоагрессивных средах.

Ф о р м у л а и з обретения

Состав для диффузионного хромирования преимущественно изделий из углеродистых сталей, содержащий хром, галогенид аммония и окись алюминия, отличающийся тем„ что, с целью повышения коррозионной стойкости, он дополнительно содержит гидрид кальция при следующем соотношении компонентов, мас. .:

Хром 55-62.

Гидрид кальция 4-6

Галогенид аммония 1-2

Окись алюминия Остальное

Таблица1

1569351

1(омпоненты насыщающей смеси, мас.

Скорость корро2 зии, Г/м ч

0,702 спе6 СаН 2+ 3NH< Cl + 31 А1х О

5 ИН+Р + 45 А1а09

5 СаНг + 2NH4F + 31 Al zp>

5 NHcF + 45 А1йОз

5 СаН2д+ 2 NU4F + 31 А1 Оэ

5 NHcВг + 45 А1 0з

5 СаН 1+ 2 NH4Br + 31 А1 09

60 Cr +

50 Cr +

62 Cr +

50 Cr+

62 Cr +

50 Cr +

62 Cr +

Таблица 2

Скорость коррозии, г/м ч

1(омпоненты насыщающей смеси, мас.

98 HzSOc (с = 90 C) 65 HNOg (e = 40 C) 5 НС1 (r =40 C) Известный состав

50 Cr + 5 НН4(1 + 45 А1 ОЗ

Предлагаемый состав

60 Cr + 6 СаН + 2 NH C1 +

+ 32 А1 0

0,377

0,381

0,031

0,003

0,005

0,004

Составитель Л.Бурлинова

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Самборская

Редактор Н.Гунько

Заказ 1426 Тираж 815 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Известный состав

50 Сг + 5 NH4C1 + 4 А! Од

Предлагаемый состав

60 Cr + 2БН4С1 + 38 AlzOg

60 Сг + 1 СаН + 2 NHc Cl + 37 Alzps

6p Cr + 3 СаН + 2 ИН4С1 + 35 А1 Оз

60 Сг + 4 СаН2 + 2 ИНФС1 + 34 А1209

60 Сг + 6 СаН + 2 МН С1 + 32 Alzpg

Cr -+ 5 СаНг + 2 МН4С1 + 31 Alz03

58 Cr + 5 CaHz + 2 NH+Cl + 35 Al zp>

60 Сг + 6 Сана + 1 ИН4С1 + 33 А1205

60 Сг + 6 СаН, + 1,5 % С1 + 32,5 А Оз

55 Cr + 6 СаН + 1 ИН4С1 + 38 Alzps

50 Cr + 5 СаНг+ 2 МН4С1 + 43 Alz03

55 Cr + 3 СаН + 1 ИН4С1 + 41 AlzO3

60 Cr + 10 СаНт+ 2 NH+C1 + 28 А1 О

65 Cr + 5 CaHz+ 2 NHcC1 + 28 А1 0 э

0,654

0,051

0,009

0,006

0,006

0,006

0,006

0,006

0,006

0,006

0,008

0,007

0,010

Смесь кается

0,008

0,757

0,007

0,684

0,006

0,810

0,015