Состав для нитрооксидирования сталей и сплавов

 

Состав для нитрооксидирования сталей и сплавов содержит, мас.%: моноэтаноламин 30 - 35; триэтаноламин 30 - 35; анилин 30 - 40. Состав может также дополнительно содержать кубовый остаток регенерации этилового спирта 180 г/л или 80-120 г/л насыщенного водного раствора метила оранжевого, или 30 - 50 г/л водного раствора аммония молибденовокислого. или 5 - 8 г/л водного раствора бензоата натрия 2 таба

Комитет Российской Федерации ио патентам и товарнъпи знакам (v> R (u) 2003 33 (51) С 23 8 33

1 (21) 5050619/02 (22) 01.07.92 (46) 30.11.93 Бюл. Nu 43-44 (П) Тарасов АН; Øåcòàêîâ ВИ„Тарасов 8.Н. (73) Товарищество с ограниченной ответственностью "Керамик-ФДС" (54) СОСТАВ ДЛЯ НИТРООКСИДИРОВАНИЯ

СТАПЕЙ И СПЛАВОВ (57) Состав для нитрооксидирования сталей и сплавов содержит, месь; моноэтаноламин 30 — 35; триэтаноламин 30 — 35; анилин 30 — 40. Состав может также дополнительно содержать кубовый остаток регенерации этилового спирта 180 г/л или

80 —. 120 г/л насыщенного водного раствора метипа оранжевого, we 30 — 50 г/л водного раствора аммония молибденовокислого, или 5 — 6 г/л водного раствора бенэоата натрия. 2 табл.,2003733

Изорбретение относится к мета33г3ург33и, в частности к химико-.термической обработке инструмента и деталей из легированных сталей и твердых сплавов в атмосферах пиролиза жидких азот- и углеродсодержащих карбюризаторов на базе органических веществ с добавкой активаторов.

ИЗВЕСТЕН Карб30рИЗатОр дЛя НИЗКОтЕМпературной нитроцементации порошкoftLlx материалов, содер>каший карбамид и кубовый остаток — пирролидона (а,с, 1 622 422аналог).

Недостаток состава в низком азотном потенциале и IIOjjHHQGpcaflt HOOT!3 при проведении Е3роцессон в ш33роком интервале температур и длл нысокалогирона33ных сталей, н частности для проведе33ия IIHTрооксидиронания, улучшающего антифрикционные cBoAcTBG.

Известен состав для скоростной питро-. 20 цементации сталей, содержащий нитротриэтанол (триэтаноламин) с добавкой до 30

f4Gc.% воды(М. Н. Бодяко и др. Защитные покрытил на металлах, Бып. 21, 1987, с. 27—

«я>Залог). 25

Недостаток состава н повышенной

Окислл30щей cnoc05IIOGT!3, 33изком г30тенциGft8 aG0TG, в неуниверсальности в широких интервалах температур, Наиболее близким к заянллемому лвлл- 30 ется состав длл сульфонитрооксидирова33ил, содержа ций мо330зтаноламин и растноренные в нем соединенил серы.- серIt1cTbItI GviM0HHé (Патент Польши И. 1 09650, опубл. 30.04,81 за ¹ 184098, кл. С 23 С 11/00 35 — прототип).

Состав имеет недостатки — повышен-!!У!0 СКЛОННОСТЬ К ОКИСЛЕНИ30 И КОРРОЗИОН330му разъеда33и30 поверхности низкоуглеродистых сталей, низку!0 скоро- 40 сть формирования слоев tla легированных сталях, узкий интервал применения 500600 С, неэффективен длл твердых сплавон и высоколегированных инструментальных сталей, 45

Цель изобретения — повышение качества нитрооксидных слоев, универсальности и экологической чистоты процесса, расширение технологических свойств при снижении сажеобразонанил при вакуум!!ой химико- ->О термической обработке.

Длл достижения цели в состав, cogtepжащий монозтаноламин и тризтаноламин в качестве азот- и углеродсодержащего компонента вводят анилин, при следующеу со- 55 от ношении кампо! 3ентон, мас.%: монозтаноламин 30-35 триэтаноламин 30-35 анилин 30-40

Су3цность нового технического решения в том, что в состав вводится одновременно три азотсодержаецих компонента с последовательно снижа3ощейсл кинематической вязкостью-триэтаноламин (C2H40H)3N, монозтаноламин C>H

СШОЛ-В Н Ц и ШП-10H Н Ц имел вязкость, приведенную в табл. 1.

Более расширенныс технические возможности — пронеде33ие сульфонитрооксидирования и 33итроцементации достигнуто введением в состав от 5 до 200 г/л кубового остатка регенерации этилового спирта, мет33г3а оран>кеного, аммония молибденовокислого, бензоата натрия в зависимости от температурного интервала, марки стали и требуемой степени насыщения понерхности каждого из видов обрабатываемого инструмента и оснастки, Состав прошел производственну3о апробаци3о при Обработке инструмента из cTGлей ЗОХ2НМА, 4Х5МФС, Р6М5-П, Р6М5К5 в и33тервалах температур 560-920 С, деталей и ÎctlacTI<1! из сталей Х12М, 95Х18 и титановых спланон БТ-14, BT-23 при температурах обработки 520-87ООС, Пример. Сверла для скоростного снерления янтаоных ювелирных изделий диаметром !,2 мм, длиной 25 мм из стали !

ОР6М5 нитрооксидиронали l3 вакуумной печи СШОЛ-БНЦ при 550 С в течение 30 мин с подачей е! рабочео пространство предложенногÎ состава. Содер>кание компонентов, ма с,",,; моноэта33ола мин 35, тризтаноламин 35, а илин 30; расход 25 кап/мин при вакууме в рабочем пространстве 120- !50 мм рт. ст.

Обработка позволила сформировать нитрооксидный слой 12-15 мкм, однородный по толщине и твердости, с лучшими, чем в известных составах антифрикционными

Ct3OACTBGf и Koppoatlонной CTOAKOCTblo Ko личество образу3ощегося на сбросе угарно-! о газа и метана снизилось на 30%, что улучшило зкологическу3о чистоту атмосфеpь3, Пример. Притиры из титанового сплава ВТ-14 33итрооксидиронали в вакууме в атмосфере пиролиза смеси, содержавшей, мас.%: монозтаноламин 30; тризтаноламин

30 и «»3IIJIII3! 40.

Тсмпере>тура нагрева 870 С, ныдержка

6 ч, охлаждение в масле, последу3ощее ста2003733

Габлица 1 рение при 580 С в течение 4 ч проводили в атмосфере, полученной из этой же смеси с добавкой 180 г/л кубового остатка регенерации этилового спирта.

В результате обработки получен альфированный слой 60 MKM c плавным переходом к сердцевине, без шелушения и растрескивания, характерных для прототипа. Количество обрабатываемых притирами поверхностей повысилось на 2 класса, скорость нитрооксидирования повысилась в

1,3 раза, снизилось сажеобраэование в рабочем пространстве печи, исключено выделение сажистых загрязнений на рабочих поверхностях притиров.

Пример. Обрабатывали с использованием предложенного состава борфрезы из стали ХВ4Ф диаметром 5 мм, длиной 54 мм для обработки деталей из пластмассы.

Нагрев для закалки проводили в засыпке из древесноугольного. отработанного карбюриэатора, пропитывая его составом, содержавшим, мас.%: моноэтаноламин 32; триэтаноламин 32 и анилин 36 с добавкой 8 г/л бензоата натрия. Температура в вакуумной реторте печи СНОЛ-ВНЦ 850 С, время выдержки 1,5 ч, охлаждение переносом садки из реторты в масло, отпуск 180ОС, 4 ч.

Инструмент имел твердость НРС,.

=65,5-66,0 с поверхностным нитрооксидным слоем толщиной 80 мкм повышенной износостойкости, исключающим наволаки-.

5 вание и налипание обрабатываемого материала, срок службы инструмента повысился в 2,1 раза в сравнении с обработанным в известном составе, Одновременно концентрация токсичных газов в вакуум-выводе пе10 чи сократилась в 1,4 раза.

Инструмент после переточки подвергали неизотермическому нитрооксидированию в этом же составе при охлаждении от температур отпуска 200 С, что также улуч15 шало износостойкость и увеличивало кратность использования борфрез.

В табл. 2 приведены сравнительные свойства деталей при обработке в известном и предложенном составах для стали

20 30Х2НМФА.

Таким образом, предложенный состав универсален в широком интервале температур, применим для различных марок высоко25 легированных сталей и сплавов, прост в приготовлении и эффективен при нитрооксидировании, нитроцементации, сульфонитрооксидировании.

2003733

Таблица 2 карбюо а, мас аботки, ного ца

Предложеннь й

Тол катели для лит- форм, вертикально в приспособлении, 8 шт„ после закалки 920 С в масле, отпуска 560ОС и шлифования, нитрооксидирование 600 С, 2 ч, 50 кап/мин, вакуум

240 мм рт. ст., охлаждение в масле (ЗМ-3

Моноэтанолэми

Тризтаноламин

Анилин

Монозтанолами

Триэтаноламин ный ++

1Моцозтанолами»

+ -тлубина коррозии по ГОСТ I38i9-78;

*+ — в известном способе 0,5 мас., сернокислого аммония;

*** — в числителе без добавки аммония молибденовокислого, в знаменателе с добавкой, г/л, Формула изобретения- остаток регенерации этилового спирта в

: количестве 180 - 200 г/л. СОСТ Ю" 1® ТРОО СИДИ" 0 3. Состав по п.1, отличающийся те

НМ С" АЛЕИ И Спл@ЗО o " что а него дополнительно вводят 80 - 120 монозтаноламин отличающий-" те" то в г/л насыщенного раствора метила оранже5 качестве азот- и углеродсодержащих компонентов он дополнительно содержит гриэтаноламин и анилин при следующем 4. Состав по п.1. отличающийся тем, .соотноше„ии компоненто„ gp /,, что в него дополнительно вводЯт 30 - 50

30 3510 r/ë водного раствора молибденовокислого

Тризтаноламин 30-35 аммония.

Анилин р щ..5. Состав по п1, отличающийся тем, 2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в него дойолнитально вводят 5- 8 r/ä что в него дополнительно вводят кубовь й, .ьодного раствора бензоата натрия,