Карбюризатор для цементации стальных изделий

Авторы патента:

Изобретение относится к химико-термической обработке сплавов. Карбюризатор для цементации стальных изделий содержит обработанную щелочью смесь лигнина и отходов титанового производства - кека, при следующем соотношении компонентов, мас. %: лигнин 88-94, кек 6-12, при этом кек включает каолин, окись кальция и двуокись титана. Техническим результатом изобретения является повышение коррозионной стойкости и износостойкости цементованных изделий. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности, к химико-термической обработке сплавов.

Известен карбюризатор, состоящий из древесных опилок, стружки титана и безводной соды /a.c. СССР N 071654, кл. C 23 C 8/64/.

Недостатком данного карбюризатора является дороговизна, а также недостаточная износостойкость и коррозионная стойкость цементованных деталей.

Наиболее близким по составу к предлагаемому карбюризатору является карбюризатор, состоящий из осадков очистных сооружений промстоков от производства бумаги 90-92% и одного из карбонатов металлов I и II группы /Патент РФ N1836486, кл. C 23 C 8/66/.

Недостатком такого состава является недостаточная коррозионное тонкость цементованных изделий.

Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости цементованных стальных изделий.

Цель достигается тем, что карбюризатор в качестве углеродсодержащего вещества содержит обработанную щелочью смесь лигнина и отходов титанового производства кека, при следующем соотношении компонентов, мас %: лигнин 88-94, кек 6 -12, при этом кек включает каолин, окись кальция и двуокись титана.

Лигнин является отходом деревообрабатывающей промышленности и состоит из собственно лигнина, полисахарида, фурфурола, остатков серной, соляной и органических кислот. Отходы титанового производства состоят в среднем из 43% каолина (Al₂O₃

2SiO₂

2H₂O), 22% CaO и 35% TiO₂. Щелочь добавляют в смесь кека и лигнина для нейтрализации кислот и для ослабления при повышенных температурах молекулярных связей в химических соединениях TiO₂

CaO, способствуя тем самым проникновению CaO и Ti в поверхностный слой стальной детали. Кальций и титан являются пассивными элементами по отношению к коррозии, но при введении кальция в поверхность металла регулируют электродный потенциал системы.

Каолин, содержащийся в кеке, ослабляет водородные связи в лигнине, способствует насыщению углеродом поверхности стали. В результате химических реакций при повышенных температурах образуется атомарный Ti и C, способствующие повышению износостойкости. Диффузия кальция в поверхность повышает, кроме того, коррозионную стойкость. Для эксперимента были подготовлены шесть составов карбюризатора. Смеси получали путем механического перемешивания лигнина, кека и щелочи. (см. таблицу).

Формула изобретения

Карбюризатор для цементации стальных изделий, включающий углеродсодержащее вещество, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего вещества он содержит обработанную щелочью смесь лигнина и отходов титанового производства - кека при следующем соотношении компонентов, мас.%: лигнин 88 - 94, кек 6 -12, при этом кек включает каолин, окись кальция и двуокись титана.

РИСУНКИ

Рисунок 1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к термической обработке, в частности к цементации при упрочнении изделий из малоуглеродистых сталей

Способ изготовления насосной штанги // 2048546

Способ обработки изделий из углеродистых кремнистых сталей // 2016137

Изобретение относится к термической и химикотермической обработке и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях сухого трения и повышенных контактных давлениях при динамических нагрузках

Карбюризатор для цементации стальных изделий // 1836486

Установка для диффузионной обработки стальных изделий // 1777612

Способ обработки деталей из нержавеющих хромистых сталей // 1765250

Способ упрочнения стальных деталей // 1752828

Способ химико-термической обработки металлических деталей и установка для его осуществления // 1724725

Изобретение относится к металлургии j a именно к химико-термической обработке металлов

Состав обмазки для цементации // 1548263

Изобретение относится к составам для химико-термической обработки и может быть использовано в машиностроении

Способ обработки // 1392118

Изобретение относится к области металлургии, в частности к упрочняющей обработке прецизионных деталей рефрижераторных компрессоров

Способ поверхностной обработки малоуглеродистой стали // 2197557

Изобретение относится к области металлообработки и касается методов поверхностного упрочнения и повышения износостойкости конструкционных малоуглеродистых сталей путем их науглероживания и электромеханической обработки поверхностного (диффузионного) слоя, в том числе в условиях ремонтного производства

Способ термомагнитной обработки изделий из инструментальной быстрорежущей стали // 2273670

Изобретение относится к области термической обработки легированных сталей в присутствии внешнего магнитного поля

Способ ускоренной цементации стали // 2283893

Изобретение относится к химико-термической обработке стальных деталей

Способ ускоренной цементации стальных деталей // 2355816

Изобретение относится к областям машиностроения и химико-термической обработки стали, а именно к насыщению поверхностей стальных деталей углеродом

Способ цементации быстрорежущей стали в твердом карбюризаторе // 2382829

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий из быстрорежущих сталей

Способ цементации со ступенчатыми изотермическими выдержками в области температур полиморфного превращения // 2463380

Изобретение относится к химико-термической обработке стальных деталей, а именно к процессам цементации, и может быть использовано в машиностроении, автотракторостроении и других отраслях промышленности

Способ цементации металлического изделия // 2477336

Изобретение относится к области металлургии, а именно к цементации металлических изделий, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей машин и инструмента

Способ упрочнения электроосажденных железохромистых покрытий цементацией // 2537471

Изобретение относится к области упрочнения электроосажденного на стальные детали железохромистого покрытия цементацией, применяемого для восстановленных поверхностей стальных деталей. Проводят цементацию электроосажденного слоя железохромистого покрытия с содержанием хрома 0,5-3,0% в течение 3-4 ч при температуре 800-900°С с использованием пасты следующего состава, мас.%: газовая сажа ДГ-100 - 40, углекислый барий ВаСО3 - 20, поливинилацетатная эмульсия (клей ПВА) - 40 и добавлением синтина в количестве 20 капель в минуту в течение всего времени цементации. Повышается микротвердость и износостойкость стальных деталей, восстановленных электроосажденным железохромистым покрытием.

Способ упрочнения изделий из низкоуглеродистой стали // 2553107

Изобретение относится к области цементации стальных изделий и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталей машин и механизмов из низкоуглеродистой стали. Осуществляют цементацию изделий в твердом карбюризаторе, охлаждение, двойную закалку и низкотемпературный отпуск. Цементацию проводят при 900°C. В качестве твердого карбюризатора используют состав, содержащий в мас. %: чугунную стружку со средним размером гранул 0,5 мм - 10, карбонат бария ВаСО3 - 10 и углеродное вещество волокнистой структуры - 80, состоящее из, в мас. %, железа - 10, водорода - 0,8 и углерода - 89,2, которое получено термокаталитическим пиролизом попутного нефтяного газа Баядынского месторождения в условиях контакта с железооксидным катализатором при температуре 660°C , объемной скорости подачи сырья 1000 часов-1 в течение 3 часов с последующим отсевом фракции 100-250 мкм путем фракционирования образовавшейся массы на молекулярных ситах. После цементации осуществляют охлаждение изделий до 100°C, затем проводят двойную закалку, включающую проведение первой закалки при температуре 820°C, а второй закалки - при температуре 770°C, после которой проводят низкий отпуск при температуре 150°C. Обеспечивается требуемое диффузионное насыщение углеродом, достигается равномерность глубины слоя по площади изделия, снижение энергетических затрат, а также необходимость в охлаждении водным раствором охлаждающей жидкости и добавке эмульгатора. 3 табл.