Состав для цианирования стальных деталей и способ его приготовления
СОЮЗ СОВЕТСКИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„5U 1794105 АЗ (51)5 С 23 С 8/.76
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГоспАтент сося) . - ... .: .,,ф,",;... «
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ б:-," ЕР
К ПАТЕНТУ, ... ....: .:-:: -, . -: .;.- .«4
1 . - - -: : . .::: ."-:." 2 .(21) 4898802/02:,; .; . .::. . (54) СОСТАВ ДЛЯ ЦИАНИРОВАНИЯ (22)03.01.91:.. .:-:: :. . -: ...СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ И СПОСОБ ЕГО . (46) 07.02.93. Бюл, N 5 ".: -. ; . ПРИГОТОВЛЕНИЯ. (71)Филйагл:Научно-исследовательскогоин- (57) Сущность изобретения: состав стогдчер. ститута приборов .,::.: .: ... жит, мас.%.мочевино-формальдегидная смола (72) Т.ПчСероштай; В..Ф;Очйн и ЙЙ.Тата- . 90,5 — 95,0; щавелевая:кислота 1.0-1.5; циа. иитнцева:: -. - .: . ::. нэтилендиамин -4,0-8,0. Состав готовят пу(73) Филиал Научно-исследовательского ин - : тем смешения мочевино-формальдегидной
: стйтутаприборогв "::. :: . -.-: "::-. - ... смолы и щавелевой кйслоты, йослечегоче(56)Авторское свйдететльство СССР,:: рез 25 — 30 мин добавляют цианэтилендиа- .
Ь-1147768,. кл; С 23 С 8/32, 1983., мий, 2 с,п.ф-лы, 1 табл.
А Ч
Изобретение относится к диффузион- "- . полимерная сосгтатвляющая деструктирует с. : Я, ной обработке металлического материала, а образованием различных низкомолекуляр- . именно к веществам. при термическом раз- : ных летучих продуктов. активных радикалов ложении когторых проводится химическое " и пирополимерного остатка; В дальнейшем нанесение покрытия,иможет.бытьисполь- процесс разложения этик веществ идет с зовано при цианирований, т e, насыщении образованием высокой концейтрации.татоПОВЕргХНОСТИСтаЛЬйЫХдЕтаЛЕй МаШИН ИИН-;. ЕМОВ НаСЫщаЮщИХ ЭЛДЕКЕНтОВ, КОтОрЫЕ адс1румвнта одновременно углеродом и азо- сорбируются на повтврхности. и том, - -: .:: .: ",- .: -::-:: диффундируют в объем металла. Выдержка
Известно применение мочлевйно-фор- детали при 950 С в течение 1 мин обеспечимальдегидной смолы(МФтС) в качествесре-: вает глубину диффузного слоя. 150 мкм с О ды для цианирования стальных деталей, микротвердостью 6,8 ГПа.. -: ..: Ф ; ..:которая представляет. собой суспензию бе- . -- Недостатком МФГС- как среды:для циа-, лого цвета, негорючую и нетоксичную, про- нировтания является тот факт, что использу- . - Q мышленно выпускается по ГОСТ 14281 — 88, ют ее для. нанесения на детали только Я.
Насыщение. проводитсв следующим абра-- окунанием; в связи с чем невозможноирозом: в ванну, наполненную кзгРС, погружа- водить покальнув обработку детали. ют стальные детали, нагревают их токами .. Наиболее близким по технической сущ
ВЫСОКОйЧаотетЫдО800-950 О ИВЫДЕржИаа-. НОСтн яепяЮтоя ООСтаа для цтнаигиреяаиня ют в течение ".— 5 мин. Скорость термодиф-. - стальгныгхг деталей и способ его приготовлефузионного насыщения металлов в: нйя. полимерсодержащих средах определяется Составсодержитследующиегкомпоненкомплексом физико-химических процессов, - ты, мас.%: протекающих в зоне контакта полимер-ме- Мочевино-формальдегидная талл. При температурах, соответствующих " .смола ":: : 50,0 73 9 температурам цианирования (900 — 1000 С),: :...Меламйн .. . 2,4-20
1794105.Полистирол 3,3-25 торое обуславливается линейным строениСиликатный клей Остальное . ем молекулы ЦЭДА, Так, при добавке ЦЭДА и приготавливается смешиванием компо- в количестве 4 — 8 мас.% время желатинизанентов при комнатной температуре до пол- . ции возрастает до 20 суток, что исключает учения однородной массы. необходимость приготовления состава неВ известном составе источником необ- посредственно перед цианированием, т.е, ходимых элементов для цианирования угле- - делает технологию более мобильной в пророда и азота являются МФС, полистйрол и изводственных условиях. При этом молекумеламин, причем последний служит также лярная масса МФС в течение указанного загустителем композиции. Силикатный клей "0 времени постоянна, что дает возможность . используется в качестве связующего. В за- при цианировании получить высококачествисимости от его концентрации консистен- венный насыщенный слой заданной струкцию состава можно изменить от пасты до туры и толщины. Кроме того, при введении суспензии, что позволяет проводить как об- ЦЭДА повышается насыщающая способщее, так и локальное насыщение поверхно- . ".5 ность состава, сти стальной детали углеродом и азотом. Анализ термодинамических факторов
Использование состава позволяет получить процесса расклада углерод- и азотсодержаглубину диффузионного слоя до 120 мкм и щих соединений показал, что оптимальнымикротвердость поверхностного слоя до ми компонентами-при разработке состава
11,5 ГПа при выдержке. в течение 3 мин. 20 для цианирования следует считать соединеТакие характеристики поверхностного слоя ния с энергией разрыва химической связи положительно проявляют себя при работе 350-420 кДж/моль: амиды (-СΠ— ИНр), амирежущего инструмента.. ны (-NH2), гетероциклы, содержащие третичОднако для стальных деталей,.работаю- . ный азот (-N=), ЦЭДА, содержащий после
- щих во фрикционных парах, глубина насы- 25 взаимодействия со щавелевой кислотой, гещенного диффузионного слоя тероциклы с третичными атомами азота, недостаточна. ": проникающего в пространственную струкЦелью изобретения является повыше-: туру МФС, инициирующего и активизирую. ние насыщаьощей способности состава, его щего деструкцию компонентов, повышает технологичности и оптимальной вязкости за 30 насыщающую способность состава и качесчет снижения скорости его отверждения.:. ство обработки поверхности.
Поставленная цель достигается тем, что Для экспериментальной проверки были состав для цианирования стальных деталей, . подготовлены 13 групп образцов из стали включающий мочевино-формальдегидную Св — ОЯГ2С ГОСТ 2246-70, которые нагревасмолу, дополнительно содерм<ит.щавелевую 35 лись в петлевом индукторе токами высокой кислоту и цианэтилендиамин при следую- частоты. Состав приготавливался. простым щем соотношении компонентов, мас.%: . смешиванием мочевийо-формальдегидной
Мочевино-формальдегидная смолы и щавелевой кислоты, Через 25 — 30 смола 90,5 — 95,0 мин добавляли цианэтилендиамин. Состав
Щавелевая кислота 1,0- l,5 40 наносили на поверхность образцов в виде
Цианэтилендиамин 4,0-8,0 обмазки, Цианирование осуществляли пупричем вначале проводят смещение моче- .тем нагрева образцов со скоростью вино-формальдегидной смолы и щавелевой 100 С/с до 950 С с выдерх<кой при этой кислоты, после чего через 25 — 30 мин добав- температуре 50 с. Процентное соотношение
ll$IIoT цианэтилендиамин. 45 . компонентов каждого состава и результаты
Щавелевая кислота (ТУ 22180 — 76) слу-" - ho диффузионному насыщению образцов жит катализатором, снижающим рН среды ..приведены в таблице. и повышающим вследствие ускорения про- " Как видно из таблицы, оптимальйыми цессов поликонденсации молекулярную соотношениями: компонентов обладают сомассу МФС, что приводит к возрастанию 50.ставы 6-10, которыеобеспечиваютстабильэффективности МФС в процессах цианиро-. ность и большую глубину насыщения, чем вания. Цианэтилендиамин (ЦЭДА) — жид- состав-прототип 1. кость светло-желтого цвета, ГОСТ 25266-82, Введение в состав щавелевой кислоты взаимодействуя со щавелевой кислотой в менее1мас.% приводйткболеедлительноэквивалентном соотношении, образует 55 му процессу поликонденсации МФС, а при сольнейтральную среду, которая останав- пОвышении количества щавелевой кислоты
:ливае1 дальнейшую поликонденсацию более 1,5 мас,% состав отверждается в теМФС. При излишке ЦЭДА увеличение вре- чение5мин, т.е. является нетехнологичным, мени желатинизации происходит также за Введение ЦЭДА в количестве менее 4 мас.% счет его пластифицирующего действия, ко- практически не препятствует дальнейшей
1794105 рушенного поверхностного слоя с пониженной микротвердостью, 10
Результаты по диффузионному насыщению образцов составами с различными содержанием компонентов
" Составы 11 и 13 затвердевают до нанесения на образцы в течение 5 мин из-за излишк щавелевой кислоты поликонденсации МФС и не изменяет насыщающую способность состава. Введение
ЦЭДА в количестве более 8 мас.% приводит к тому, что МФС растворяется в излишке
ЦЭДА, состав становится непригодным для использования в виде обмазки при локальной обработке деталей. Состав стекает с образца, что способствует образованию наФормула изобретения
1. Состав для цианирования стальных деталей, включающий мочевино-формальдегидную смолу, отличающийся .тем, что, с целью повышения насыщающей способности и его технологичности за счет снижения скорости его отверждения, он дополнительно содержит щавелевую кислоту и цианзтилендиамин при следующем со.. отношении компонентов. мас.%:
Моче вино-формальдегидная
Диапазон времени 25 — 30 мин для вве5 дения ЦЭДА обусловлен временем поликонденсации МФС, т.е. эа это время МФС достигает оптимального сочетания молекулярной массы и вязкости. смола - 90,5 — 95,0
Щавелевая кислота 1,0-1,5
Цианэтилендиамин 4,0-8,0
2. Способ приготовления состава для цианирования стальных деталей, включающий смешение его компонентов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью получения состава с оптимальной вязкостью, проводят:. смешение мочевино-формальдегидной смолы и щавелевой кислоты, после чего через
25-30 мин добавляют цианэтилендиамин.
