Состав покрытия для защиты поверхностей стальных заготовок при термообработке

 

Изобретение относится к защите металлов при высокотемпературных нагревах, в частности к составам покрытий, используемым для защиты изделий от окисления и обезуглероживания при нагреве и охлаждении . Цель изобретения - повышение эффективности защиты от окисления, выгорания углерода и диффузии элементов покрытия, В состав покрытия входят 28-38 мас.% пылевидных отходов шамотного производства: 8.7-13,8 мас.% цемента: 25,2-34,4 мас.% окиси алюминия; 4.8-9,3 мае % окиси магния; 14,8-21,8 мас.% окиси кальция, Использование данного состава обеспечивает хорошую защиту деталей от обезуглероживания и легкое удаление по рытия после термообработки 3 табл., 1 з.п.Ф-лы.

<сс>юз ПОиетсKvlx

СОГ(ИГ<ЛИСТИЧЕС,VlX

РЕСГ1УБЛИК (I ) с С 21 0 1/70

ГОСУДИР СТ В Е ННЫ (Л КОМИТ Е Т

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

1 (4 (л ()

Ql (л) (21) 4608633/02 (22) 24. 1 1. 88 (46) 07.09.91. Бюл. N. 33 (72) В.П.Степанов, Л.Н.Чигвинцева и

С.Х. Ветчанина (53) 621.785.02 (088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1399357, кл, С 21 0 1/68, 1986. (54) СОСТАВ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ПОВЕРХНОСТЕЙ СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК

ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ (57) Изобретение относится к защите металлов при высокотемпературных нагревах, в частности к составам покрытий, используеИзобретение о(носится к защите металлов при высокотемпературных нагревах, в частности к составам покоытий, используемым для защиты изделий от окисления и обезуглероживэния при нагреве и охлаждении.

Цель изобретения — повышение эффектив«ости защить< от окисления, выгорания углерода и диффузии элементов

ПОКРblTÈЯ, Состав покрыт<(я содержит окись алюминия, окись 1Ill(I. пылевидные отходы шамотного производства, цемент и окись кальция при следу<00(<чл соотношении компонентов, мас.%;

Пылевидные <>(ходь< шэмот и о го rl pn(u I пдс твэ 28-38

Цеме«т 8,7-1 3,8

Окись,<л <о 1(1

OK(1e(, л1 1(Il 4,8-9,3

ОКИСЬ КЭЛЫ(<1« 14,8-21,8

„„SU ÄÄ 1675353 А1 мым для защиты изделий QT окисления (1 обезуглероживания при нагреве и охлаждении. Цель изобретения — повышение эффективности защиты от окисления, выгорания углерода и диффузии элементов покрытия, Б состав покрь<тия входят 28-38 мас.% пылевидных отходов шамотного производства: 8,7-13,8 мас.% цемента; 25,2-34,4 мас.% окиси алюминия; 4,8-9,3 мас.% окиси магния; 14,8-21,8 мас.% окиси кальция, Использование данного состава обеспечивает хорошую защиту деталей от обезуглероживания и легкое удаление по.рытия после термообработки 3 табл., 1 з.п.ф-лы.

В табл. 1 даны составы, в табл. 2 и 3—

cB0I1e В3 этих составов.

Предлагаел<ЫП СОСтав готовят СлЕдующим образом.

Сначала собирают вместе все компоненты состава. Потом их (щательно растирают и перемешивают до получения однородной массы. После этого добавля<от воду и опять перемешивают. В работе используют cocTBB (г<ла>кностью 30-35%. На поверхность де(алей сост<зв наносят окунаIII1e<4 или кис((Io. I loci(e подсушки защитного состава в т<.Ление 0.5 ч детали помещают в печь для термин .ской обработки.

Испытания г<ро(<од IT со стальными заготовками, имеющими размеры ф 20х40.

Термообрэботка осу«< (:твляется в муфельной печи при 840 . р (;, Глубина обеэуглероживания с,10. определяется на микроскone МИЛЛ < ".1. уд;.ление покрьпий после термическnë .; (. I ки производйтся

1675353 тремя легкими ударами деталью об демпфирующий материал.

Пылевидные отходы шамотно о производства и окись кальция обеспечивают необходимую плотность состава, 5 предотвращают проникновение газов из внешней среды в металл защищаемых заготовок и выгорание углерода иэ них, При содержании в составе пылевидных отходов шамотного производства менее 28 мас. и 10 окиси кальция менее 14,8 мас. защитное покрытие получается недостаточно плотным и вследствие этого недостаточно хорошо защищает металл заготовок от обезуглероживания. При использовании 15 для защиты заготовок из стали состава, содержащего 23,4 мас. пылевидных отходов шамотного производства глубина обезугле роженного слоя равна 0,1 мм, а при использовании состава, содержащего 12,25 мас, / 20 окиси кальция, глубина обезуглероженного слоя составляет 0,12 мм.

При содержании пылевидных отходов шамотного производства более 38 мас, и окиси кальция более 21,8 мас. 25 покрытие становится таким густым, .что затруднительно наносить его на детали. Состав, содержащий 40 мас. / пылевидных отходов шамотного производства, и состав, содержащий 23,8 мас. /О окиси кальция, бы- 30 стро загустеваюг и поэтому неудобны для использования.

Цемент обеспечивает смачиваемость компонентов состава и его адгезию с металлами, Кроме того, он предотвращает диф- 35 фундирование алюминия и магния в основной металл заготовок. Содержание в составе менее 8,7 мас. /, цемента привсгдит к созданию осадка окиси кальция и пылевидных отходов шамотного производства. 40 что уменьшает защиту металлов от обезуглероживания, а также к возникновению диффузии алюминия и магния. При содержании в составе более 13,8 мас, / цемента защитное покрытие быстро схватывается и 45 твердеет. Быстрая схватываемость состава, содержащего 15.4 мас, цемента, делает его непригодным в эксплуатации.

Окись алюминия и окись магния введены в состав для "отскакивания" покрытия 50 при охлаждении. "Отскакивание" происходит вследствие того, что коэффициенты линейного расширения обоих окислов значительно отличаются от коэффициентов линейного расширения остальных компо- 55 нентов состава. При содержании в составе окиси алюминия менее 25,2 мас. и окиси магния менее 4,8 мас. защитное покрытие хуже удаляется с г1оверхносги детали после

Охла>кдения. Содержание в составе окиси алюминия более 31,4 мас."/ и окиси магния более 9 3 мас. /, приводи г к ослаблению защитного барьера, образуемого пылевидныМИ ОтХОДал«1 ШаМОтНО О ПРОИЗВОДСтВа И окисью кальция, и большой ггубине обезуглероживания защищаемого металла.

Лля сравнения предлагаемого состава с известным эксперименты проводят с образцами из стали марки 50 РА, размеры каждого из которых 25х18, при 840-920"С. Для испьпания каждого состава используют три образца. Известньie и предлагаемые образцы покрываюгся окунанием.

Таким образом, на основании опытных данных можно сделать вывод, что при использовании известного состава после термообработки на образцах, покрытых этим составом, образуются окалина и обезуглероженный слой, значительно снижающие качество деталей. Окалина, образующая на поверхности, требует последующей механической обработки. В известном составе хлориды металлов являются связкой, которая затекает в щели, каналы и защищает поверхность от окисления, однако полную защиту от окисления и обезуглероживания не обеспечивает.

В предлагаемом составе цемент совместно с шамотом и другими компонентами образует огнеупорную оболочку наподобие бетона, которая защищает наружную поверхность деталей от окисления и выгорания углерода в процессе термообработки, а так>ке диффузии компонентов состава в обрабатываемый металл.

Формула изобретения

1 СОстав покрытия для защиты поверхностей стальных заготовок при термообрабо1ке. содержащии окислы алюминия, магния и кальция шамот и свя ующее. о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повыше ния эффективности защиты от окисления, выгорания углерода и диффузии элементов покрытия, он s качестве связующего содержит цемент при следующем соотношении компонентов. мас. /:

Шамот 28-38

Цеменг 8,7- 1 3,8

Окись алюминия 25,2-34,4

Окись магния 4,8-9,3

Окись кальция 14,8-21.8

2. Состав по и. 1, отличающийся тем, по шамот используют в виде пылевидН Ь!Х ОТ Х ОДО В.

1Г 75;153

Таблица 1

Содержание. мэс.

»мент Окись ал>омио

Окись магния

Образец

Г

Ок> cl v»ëüния ция

20, Таблица 2 гци- вер-!

Глубина обезуглеро женного слоя, мм

Образец яе по ло

Таблица 3

Состав

1 естныи

Глубина слоя окалины. мм Наличие сле диффузии

Образец

Глубина обезуг-

1 лероженного с 1 о я, мы

0.05-0.07

О, 1-0.13

0,06-0,1

0,01

Нег

То >«е

2

1

0.06

0.02

0,04

Нет

То же

Есть

То же лагаемый

Нет

То ж»

Составитель Т.Бердышевская

Редактор М.Стрел>никова Техред М.Моргентал Коррек гор М Максимишинец

Заказ 2977 Тираж 380 Подписное

ВНЕ!ЧПИ осударг:твенного комитета по изобретениям и откры>ич>1 при КНТ СССР

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

Прои звод> 1>1»нно-издательский комбинат "Патент". г, Уж> ород v ьГ,1 гарина. 10!

2

4

6

8

1

3

5

7

9

Пь>левидные о>коды шамотно>о производства

28

33,3

38,0

33,0

51,2

34.4

30,1

33,0

31,5

33,7

30,9

12

11,2

10,3

8,7

13,8

12,1

10,8

11,7

11,1

11,9

10,9

32

29,6

27,6

31,1

29,4

25,2

34,4

31,1

29.6 (31,7

29,1

0,01

0,02

0,03

0,02

0,04

0,01

0,07

0,02

0.05

0.04

7,4

6.9

7,8

7,3

8,1

7.1

4.8

9.6 т