Разработка и исследование скоростного метода химико-термической обработки металлов с применением энерговыделяющих паст тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, Лоцманов, Г. С.

• Лоцманов, Г. С.
• 1966

Оглавление диссертации Лоцманов, Г. С.

Глава 1. Общие вопросы.

Введение.

К вопросу о металлотермии.ю

Глава П. Экспериментальный выбор состава " " йнерговыделяющей пас^ы и изучение закономерностей ее применения

Принципы подбора компонентов энерго-вццеляющих паст . .^

О выборе восстановителя . ¿

Экспериментальный выбор компонентов нагревающих паст

Пров ерш влияния замедлителей на распределение восстановленного железа в продуктах реакции. Ао якспериментальное уточнение состава . ^

Изучение нагрева различных образцов с применением энерговыделяющего состава . . 5о

К определению расчетным путем необходимого количества нагревающего состава для различных образцов .ьъ

Глава Щ. Химико-термическая обработка металлов и спшвов энерговвделяющими пастами

Цементация . ?

Производственное опробование цементации с применением энерговвделяющих паст . . . %и

Насщеше аиоминием и механизм его диффувии

Актирование.

0 возшжшм механизме образования актированного слоя . . . 10в

К вопросу образованию пор в

Диффузионная металлизация энерсоввденяш-. щими пастами

Выводы. \ЬЛ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование скоростного метода химико-термической обработки металлов с применением энерговыделяющих паст»

К вопросу о металлотермии.ю

Глава П. Яксперимштальннй выбор состава нерговвделшоЩёй шефы и изучение закономерностей её применения .

Принципы подбора компонентов энерго-выделяющих паст . .тл

О выборе восстановителя . п

Экспериментальный выбор компонентов нагревающих паст .

Пров ерш влияния замедлителей на распределение восстановленного железа в продуктах реакции. Ао якспериментальное уточнение состава .

Изучение нагрева различных образцов с применением энерговыделяющего состава . . so

К определению расчетным путем необходимого количества нагревающего состава для различных образирв .ьъ

Глава Щ. Химико-термическая обработка металлов и спшвов эне ртов оделяющими пастами

Цементация . ?г

Производственное опробование цементации с применением энерговвделяющих паст . . . %U

Насыщение алюминием и механизм его ддайувии .

Алитирование . 91

О возшжном механизме образования алитированного слоя . . .

К вопросу образованию пор в диффузионном слое.

Борирование .

Диффузионная металлизация ©нертовцденяю-. щими пастами .

Выводы.

Приложение. .

Литература. .

Заключение диссертации по теме «Другие cпециальности», Лоцманов, Г. С.

ВЫВОДЫ:

1. Рассмотрены некоторые общие принципы выбора компонентов нагревающих термитных (энерговыделяющих) паст и требования к их технологическим свойствам. Большей тепловой отдачей обладают составы, где отсутствуют газообразные продукты реакции.

Выбран оптимальный состав нагревающей пасты на основе наиболее доступного по изготовлению порошка алюминиево-магниевого сплава.

3. Изучены закономерности нагрева деталей термитными составами, позволяющие рассчитывать температуру нагрева. При этом установлено, что: а) Расход термитного состава зависит, главным образом, от массы (веса) шгреваемой детали и в меньшей степени от её формы. б) Температура нагрева детали в зависимости от расхода термитного состава выражается показательной функцией л а

1- V?

Т - максимальная температура горения термитюго состава; X - безразмерная величина, численно равная количеству термитного состава, выраженному в граммах; о. - постоянный коэффициент, учитывающий массу детали; в) расход термитного состава при нагреве различных деталей до однэй и той же температуры пропорционален их весу,

4. Выбран состав активной цементирующей пасты, обеспечивающей интенсивное диффузионное насыщение поверхности армко-железа и стали.

5. Показан положительный э(|фект групповой обработки, позволяющей получать более глубокие диф(|узионные слои при относительно одинаковом расходе нагревающего состава на единицу веса детали по сравнению с единичной обработкой. Это означает, что за счет более длительного сохранения высокой температуры на массивных деталях (или при групповой обработке) для получения тех же диффузионных слоев возможно относительное уменьшение расхода термитного состава (1г) •

6. Проведено производственное опробывание цементации контрольных деталей в заводских условиях, пока зав шее возможность скоростной обработки и стабильность получаемых результатов. Выбраны составы активных паст для алитирования и борирования и рассмотрены основные закономерности дивизионной металлизации пастами.

8. На примере алитирвания армко-железа с применением разработанного режима электрометрического анализа показана роль диффузии в жидкой фазе в процессе формирования алити-рованного слоя.

9. Показано влияние условий формирования алитированно-го слоя на его последующую работоспособность.

10. Показана возможность скоростного алитирования, си-лицирования и борирования нержавеющей стали 1Х18Н9Т,а также борирование и хромирование молибдена энергов оделяющими паста ш.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследований разработан скоростной способ химико-термической обработки металлов энерговоделяющими пастами, позволяющий в десятки раз сократить длительность процессов и проводить химико-термическую обработку без применения специального шгревательного оборудования.

Применение разработанного способа перспективно для химико-термической обработки деталей в условиях ремонтных заводов и мастерских, где не имеется необходимого термического оборудования. Особый интерес представляет обработка крупногабаритных изделий (котлы, тигли и т.п.), которые часто нуждаются в нанесении защитных покрытий, но обработка которых не может быть призведена из-за отсутствия нагревательного оборудования.

Возможность получения высоких температур при использовании энерговоделяющих составов (до 2000° и выше) делает перспективным применение этого способа для диффузионной металлизации тугоплавких металлов (Мо,\хЛ. ). л VI'

Главный инженер Опытного завода "Же тал л те хн ика/'

У. Грундулис) сентября 1966 года.

Решение комиссии по использованию энерговы-деляющих паст при проведении химико-термической операции - цементации.

В качестве контрольной цементации с использованием энерговыделяющих составов без использования специального нагревательного оборудования была проведена обработка опытной партии различных деталей в количестве 25 штук из ст.З, цементация которых требуется чертежом. В качестве активной пасты, содержащей углерод использовалась композиция состава:

Активированный уголь - 60-65% Желтая кровеная соль - 15-20% Углекислый барий - 15-«

Нагревающей состав состоял из компонентов:

Порошок алюминиево-магниевого сплава - 30-32% Порошок окалины - 30-32%

Песок - 30-32%

Селитра натриевая - А-10%

Детали цементировались как поштучно, так и подвергались групповой обработке.

Для получения диффузионных слоев до 0,5 мм на пальца: 0 15 мм (шаелие . и<гпб ^Свесом 72 гр.) при единичной цементации потребовалось количество нагревающего состава в ко^ личестве 160 гр., что соответствует отношению нагревающего состава к весу детали 2,19. При групповой обработке в количестве 5 шт., для получения тех же цементированных 0,5-0,' мм слоев потребовалось относительно меньший расход термитно го составами отношение веса термитного состава снизилось к весу обрабатываемых пальцев до 1,37 - 1,39.

При цементации массивных деталей или при групповой обработке за счет долынего сохранения высокой температуры деталей имеется возможность снижать относительный расход нагревающего состава, при достижении той же глубины цементации.

На всей контрольной партии обработанных деталей результаты по глубине слоев были стабильными и качество поверхности аналогичное, как и при цементации в твердом карбюризаторе.

Время цементации (от воспламенания термитных составов до их извлечения из песка) не превышало 5-10 минут.

Исходя из вышеизложенного комиссия считает, что предлагаемый и опробованный метод проведения химико-термической операции приемлем к внедрению на заводе по следующим соображениям:

I. Ввиду малой серии деталей подлежащих цементации. 2. Оперативности проведения этого процесса.

3. Экономии эл.энергии.

4. Хороших результатов контрольной цементации.

Члены комиссии: льятйГ технического отдела ногс^зЗвода "Металлтехника"

Б.Гендель) 4 т.инженер технолог Опытного завода "Мет&уиехйика"

А.Громов)

Слесарь У1 /разряда ОГМ Опытного завода "Металлтехника"

Н.Тихомиров^

Л ИТ ЕРА ТУРА

1. SA$T. Диффузия в металлах. й.Л. М., 1958.

2. ПРОЖМИ В.Й., ЁВШОВ г .в., Скоростное высокотемпературное цианирование на стали с нагревом т.в.ч. Металловедение и термическая обработка металлов" № 3, 1964.

3. шёкевйч А.Н., У1ЫВМН Г.В., Хромирование и борирвание стали при нагреве в т.в.ч. Металловедение и термичес-шя обработка металлов, 14, 1959.

4. МЙИКЕВИЧ А.Н., Химико-термическая обработка стали, М., 1950.

5. КИДИВ Й.Н., Гипотеза о повышенной активности процесса насыщения ауетенита в аардншееом состоянии". Йзв.ВУЗ. Черная металлургия, 1964.

6. МУРАЧ H.H., ВЕРЯТИН У .Д., Знепечная металлотермия,

1956. Краткая химическая энциклопедия. М., 1961.

8. ШИДЛОШКИЙ A.A., Основы пиротехники. М., 1954.

9. В.ЧАЛМЕРС, Физическое металловедение, М., 1963.

10. О.КУВАШШСКШ, Ö.SBAHC. Термохимия в металлургии МД954.

11. ВАРТШВЕРГ и ВЕНЕР, Темпера туш реакции железного термита, 42, 293, 1936.

12. МАШИН В.Э., ВОРОБЬЕВ A.A., Термитная сварка, 1963.

13. ТОПСВ.М., Термитю-муфельшя сварка стальных проводов, 195?.

14. Exot Ке г miß ßia^iru? Cojipei and sifoei &ase exo - tactant corTipsliLorL cuul deroEfita -¡¡як ßta/Uq noneyconiß jianeCs

WMug jout/iae ßiö 1961.

15. КРЕСТОВНИКОВ A.H., ВЛАДИМИРОВ Л.П., ГУЛШЩШ B.C., IUP А.Я., Справочник по расчетам равновесий металлургических реакций. М., 1963.

16. Справочник по авиационным материалам. т.П, 1., 1958.

1?. ЛЩМАНОВ С.Н. К вопросу о пайке алюминия и его сплавов. Изд-во Академии им.Н.Е.Шуковского, 1946.

18. Hütte, Справочник М-Л, 1935.

19. МОРОЗОВ В.Т., Высокопроизводительный способ цементации сталей специальном пастой - "Метелловедение и термическая обработка металлов". Л 4, 1963.

20. БАРЕАМОВ И.Я., Цементация пастовым карбюризаторам. Бюллетень обмеш п ро и зв о до тв енно -т ехно лог ич еск ш способом, М., В 5, 1958.

21. САПИРО А.Б. и СКРЕББЕВ Й.П., Применение паст для цементации изделий. Технология машиностроения. ДИНТИАМ, 1961, № 4.

22. СТЕПАНОВА Н.Г., Ускоренная цементация в новом карбюризаторе и применение защитной пасты при цементации вместо меднения. Технология машиностроения, ЦИНТИАМ, 1962, Ш 11.

23. АВДРЮШШШВ.М., МАКСШЕШО Г.У. и БЕВДКИЙ Л.Й., Химико-термическая обработка стали с нагревом ТЗЧ в обмазках "Передовой научно-технический и производственный опыт", 1960, тема I 5.1-60-^12/10.

24. Ян КОРЩКйЙ, Цементация стали. Судпромиздат, 1962.

25. РАЙЦЕС В.Б., Технология химию-термической обработки на машиностроительных заводах изд.машиностроееие,

М., 1965.

26. ЕСИНБЕРЛИН P.E., Пайка металлов. 1., 1959.

27. руководство по пайке металлов. Перевод с английского, под редакцией Ломанова С.Н. М., 1960.

28. МУХЙБА S.C. и др. Методы анализа металлов и сплавов. М. , Оборонгиз, 1959.

29. МИНКЕВЙЧ А.Н., Химико-термическая обработка металлов и сплавов, М-, "Машиностроение", 1965.

30. UoiUooK, FaTiias , böse ¡i к , Jnd. £лд- Ckem, 2^993(1952)

31. EcKett Д . Е., Очлскажег U.G., Зоияч-Ске-т Pfius.;20,f3(f95

32. УМАНСНйИ I.C., ФШКЕЯЬШТШН Б.Н., БЛАВТЕР I.E. и др. Физическое металловедение. 1.,Металлургиздат,1949-1955.

33. ЙецтаппТ- > Dcttticfi $ Zecbhti/i fat MetaPEkunxte/

1959; BcL. 50. N10

34. ПРОСВИРИН B.t. и БУДШ И.Ф., Повышение жаропрочности железоуглеродистых сплавов алитирванием,!. ,машгиз, JL *

35. Ц. ВйкРе.Х. Meta^xuride 1?5 (1946)

36. G-S- i-lcrttPeif ;Tians. Faïad Soc Al,6 (1946) sr?. A.D. Sml£ge2sKas , E.O. KliKendaK Xioîls. AIMEi7i,«o(w 38. R. F MekC, N. F. Rtunes , K.A. Steuien Metafe a. AltoysW(w 3S. A. H. BeGtwaM, Z. E&KkoskerTL, aiigeur. PhusAenùe

40. Й.В.БОРСВСКШ, Ю.Г.ШЛЛЕР, А.П.ЩЕРБАКОВ. Исследования по жаропрочным сплавам 2, 195?. изд.АН СССР.

41. С.Б.РЕРЦРИКЕН, М.П.ПРШШШСВ, Вопросы физики металлов и металловедения I 9, Киев (1958) .

42. С.Д.РШРЦРШЕВ и до. Исследования по жаропрочным сплавам, 3, M., 1^58.

43. M.V Agcevv;0.3.Vliei,a.Jiist. Meta£s Щ , 83 (1930)

44. ТАРАН В.Д., ШУГОРОВА Л.П., Поверхностное бор'ирование низко легированных сталей, Металловедение и обработка металлов, 195?, 1 6.

45. ПАНТЕЛЕЕВ Ю., Новое в борировании стали "Народное хозяйство Советской Латвии 1958, № 1.

46. ТАРАН В.Д., ШУГСРОВА Л.П., Вотирование как способ прочнения шарошнчных долот, 'Вестник машиностроения" 95?, № 5.

4?. ШРЕЙБЕР Г.К. и МАРКА ТИН В.Л., Поверхностное упрочнение деталей оборудование и'инструмента нештяной и газовой промышленности, Гостоптехиздат,19б9,

48. Справочник Химика, П том М.Л. 1964.

49. АРЖАНШ П.Н., ВОЛКОВА P.M., Исследование системы хром-молибден диффузионным методом. ШХ,!963,т.УШ,в.3.