Способ химико-термической обработки никелевой ленты

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано , в частности, для получения защитных покрытий на никелевых лентах конвейерных злект ропечей для термической обработки ферритов. Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости, механических свойств и коррозионной стойкости никелевой ленты. Способ включает диффузионное хромирование никелевой ленты и дополнительный отжиг на воздухе при 890 - 990°С з течение 5-90 мин с последующим охлаждением на воздухе до комнатной температуры. Предлагаемый способ обеспечивает повышение эксплуатационной стойкости никелевой ленты за счет повышения качества покрытия, стойкости на изгиб и растяжение при взаимодействии ее с парами и оксидами серы в условиях недостатка кислорода. 2 табл.

союз советских социдлистических

РЕСПУБЛИК ч) С 23 С 10/30

ГОСУДДРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТГ=:НИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ,Г!ЬС! ВУ (21) 4681003/02 (22) 19,04.89 (46) 07.12.91, Бюл, йг 45 (72) Л.M,Ñëàâèí, М.А.Зиновик, M.Ï J1àíäe и

А.С.Холин (53) 628.785,51,06(088,8) (56) Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. — M.: Машиностроение, 1965, с. 182, 399. (54) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НИКЕЛЕВОЙ ЛЕНТЫ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано, в частности, для получения защитных покрытий на никелевых лентах конвейерИзобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано, в частности, для получения защитных покрытий на никелевых лентах конвейерных электропечей для термической обработки ферритов, Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости, механических свойств и коррозионной стойкости никелевой ленты.

Способ включает диффузионное хромирование никелевой ленты и последующий отжиг на воздухе при 890 — 990 С в течение

5 — 90 мин с последующим охлаждением на воздухе до комнатной температуры.

Предлагаемый дополнительный отжиг обеспечивает получение на поверхности никелевой ленты плотной пленки оксидов хрома, которая значительно замедляет диффузию паров и оксидов серы к сердцевине ленты в условиях недостатка кислоро„„Я2„„1696578 А1 нь.:. электропечей дл термической обработки ферритов. Целью изобретения является погышение эксплуатационной стойкости, механических свойств и коррозионной стойкости никетевой ленты. Способ включает диффузионное хромирование никелевой ленты и дополнительный отжиг на воздухе при 890 — 990 С з течение 5 — 90 мин с последующим охлаждением на воздухе до комнатнол температуры. Предлагаемый способ обеспечивает повышение эксплуатационной стойкости никелевой ленты эа счет повышения качества покрытия, стойкости на и-гиб и растяжение при взаимодействии ее с парами и оксидами серы в условиях" недостат:,:а кислорода. 2 табл. да. Уменьшается количеатвосернистых соединений никеля в ленте и она дольше сохраняетсвою пластичность в среде паров и оксидов серы.

Без такого отжига хромированный слой имеет пористую. структуру, вследствие чего при термической обработке ферритов в условиях недостатка кислорода образуются хрупкие сернистые соединения никеля, которые приводят к отслаиванию покрытия и сни:кают стойкость ленты на изгиб.

Проведени дополнительного отжига при 890 — 990"С. в течение 5 — 90 мин обеспечивает повышение качества покрытия и стойкости ленты на . эгиб при взаимодействии ее с парами и оксидами серы в условиях недос.атка кислорода, что приводит к увеличению срока службы ленты.

Выход за зти режимы приводит либо к диффузии никеля к поверхности, либо к образованию недостаточно плотной оксидной пленки. В обоих случаях образуются серни1696578

Стые соединения никеля и плотность ленты уменьшается, Пример. Предварительно обезжиренную никелевую ленту толщиной 0,3 мм подвергают хромированию в смеси. состава, мас.),: Cr 50; А120з 49; МН4С 1 при 1000"С в течение 6 ч в контейнере иэ жаростойкой с али с плавким затвором. Иэ этой ленты изготавливают поддоны размером 75 х 85 х

5 мм и отжигают их в камерной печи в интервале температур 850 — 11000С с выдержками 5 — 120 мин и затем охлаждают на воздухе до комнатной температуры. 8 подготовленных по предлагаемому способу поддонах многократно проводят термическое разложение смеси сернокислых солей железа, никеля, цинка, марганца и меди, применяемой для получения ферритов, при

960 С в течение 20 мин. После 40 мин эксплуатации поддонов из них вырезают образцы в виде полос 80 х 15 мм, которые подвергают испытанию на изгиб.

Для сравнения два поддона не подвергают отжигу, а один поддон изготавливают из ленты без диффуЗионного хромирования, Из этих поддонов после их работы в среде паров и оксидов серы вырезают такие же образцы, Качество покрытия и срок службы лент оценивается по количеству перегибов образцов до их разрушения (радиус

Гиба 2 мм, угол гиба 90 ), Результаты испытаний приведены в табл. 1.

Как следует из табл. 1, образец никелеВой ленты без покрытия (М 1) после 240 мин фаботы в среде паров и оксидов серы разру@ается после одного изгиба.

Диффузионное хромирование без дополнительного отжига (образцы N 2 и N 3) ме дает увеличения срока службы лент по равнению с непокрытой никелевой лентой (образец М 1). При работе образцов ленты в среде паров и оксидов серы уже через 60

Мин покрытие отслаивается (образец kb 3}.

Диффузионйое хромирование с дополнительным отжигoM дает существенное повышение стойкости покрытия и увеличение срока службы ленты. Наилучшие результаты получены на образцах М 4 — 9, которые проходили отжиг в диапазоне температур

890 — 990 С и выдер>кек 5 — 90 мин.

При температурах ни>хе 890 С, даже при выдержках в 120 мин, качество покрытия значительно хуже, так как в покрытии ленты не успевает образоваться плотная защитная пленка оксидов хрома (образец М 10), При температурах выше 990 С, даже при выдержке в 3 мин, начинается расслаивание покрытия, приводящее во время работы в среде паров и оксидов серы к образованию

55 хрупких соединений никеля, что снижает срок службы никелевых лент(образец М 12), Те же явления возникают и при более низких температурах(940 С) при выдержках бо лее 90 мин (образец hh 1,).

Образцы никелевой ленты подвергаются также испытаниям на растяжение и коррозионную стойкость. С этой целью по ГОСТ изГотавливаются Образцы GGQTBeTcTB} I0щих размеров, которые после отжига и термического разложения на них смеси (как и перед испытаниями на изгиб) подвергают испытаниям на коррозионную стойкость гравиметрическим методом и на растяжение на разрывной машине типа "! КЯТНОН".

Качество покрытия и срок службы никелевой ленты Оценивают по величинам временного сопротивления на разрыв аа, относительно удлинения д и привесу на единицу площади таких образцов, Для сравнения испытаниям подвергают один образец беэ отжига и один образец без диффузионНОГО XP0MI/IPOBGHMR.

Результаты испытаний приведены в табл, 2, Как следует из табл, 2, образец никелевой ленты без покрытия (N 1) после 240 мин работы в среде паров и оксидов серы имеет низкое временное сопротивление на разрыв и высокое относительное удлинение.

Это приводит к быстрому провисанию с последующим разрушением конвейерной ленты из такого материала, работающей на растя>кение с изгибом.

Диффузионное хромирование без дополнительного отжига (образец N 2) снижает временное сопротивление на разрыв и относительное удлинение за счет образования хрупких сернистых соединений никеля.

Низкое значение временного сопротивления на разрыв приводит к быстрому разрушению конвейерной ленты из такого материала, Диффузионное хромирование с дополнительным отжигом дает существенное повышение временного сопротивления на разрыв (а следовательно, и срока службы никелевой ленты) и некоторое увеличение относительного удлинения по сравнению с образцом М 2 без дополнительного отжига, хотя эта величина Остается ниже,яемуобразца

М 1 без покрытия. Однако, так как натяжение конвейерной ленты может регулироваться, небольшие колебания (в пределах 1 — 107) величины относительного удлинения существенно на сроке службы ленты не скаэыватюся, Наилучшие результаты по прочностным свойствам получены на образцах М 3, 6, 7 (табл. 2), которые проходили отжиг в диапа1696578

Таким образом, результаты .испытаний на изгиб, растяжение и корроэионную стойкость показывают, что использование предлагаемого способа обеспечивает повышение

5 эксплуатационной стойкости ленты эа счет повышения качества покрытия, стойкости ленты на изгиб и растяжение (беэ ухудшения коррозионной стойкости) при взаимодействии ее с парами и оксидами серы в

10 условиях недостатка кислорода, Формула изобретения

Способ химико-термической обработки

15 никелевой ленты, включающий диффузионное хромирование, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости ленты, механических свойств и корроэионной стойкости изделий, после диф20 фуэион ного хромирования проводят отжиг на воздухе при 890 — 990 С в течение 5 — 90 мин с последующим охлаждением на воздухе до комнатной температуры, Таблица1

Суммарное Число изгиХарактеристика

Режим отжига ленты

Образец бов до разрушения время работы образца s среде паров и оксидов серы, мин е

Время, мин

ТемператуоС

240

3

12

240

850

57

48

120

240

6 .7

9

1100

11

12 зоне температур 890 — 990 С и выдержек

5 — 90 мин.

При температурах отжига ниже 890 С, даже при выдержках в 120 мин, качество покрытия хуже, так как не успевает пройти диффузия хрома и образоваться плотная пленка оксидов с равномерным содержанием хрома. При температурах выше 990 С, даже при выдержке в 3 мин, начинается диффузия никеля к поверхности, приводящая во время работы в среде паров и оксидов серы к образованию хрупких соединений никеля, что уменьшает величину временного соп ротивления на разрыв, а следовательно, и срок службы никелевых лент (образец М 5, табл. 2). Те же явления возникают и при более низких температурах (940 С) и выдержках более 90 мин (образец!Ф 8, табл. 2), Коррозионная стойкость всех образцов одинакова в пределах ошибки измерений.

Сравнительно высокое значение привеса на единицу площади объясняется наличием на образцах остатков ферритовой смеси.

Без диффузионного хромирования

Покрытие отслаивается

То же

После диффузионного хромирования

Частичное отслоение покрытия

1696578

Таблица2

Конечна расчетн длина, м а ленты

Зремя, мин

Составитель И, Кучерявый

Техред M,Ыоргентал Корректор М.Кучерявая

Редактор И.Горная

Заказ 4282 Тираж Подоисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНГ СССР l13Î35, Москва, Ж-35, Раущская йаб., 4/5

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

)вания

120

90 г

120

5,9

50,5

53

52

51

53

52,5