ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изыскание состава обмазки из "Повышение жаростойкости стальных изделий методом алитирования " Как уже отмечалось, алитирование методом распыления имеет ряд недостатков, затрудняющих возможность получения качественного алитированного слоя. Напыленный слой алюминия, имеющий температуру плавления 658°, при обычно применяемых температурах диффузионного отжига находится в расплавленном состоянии и потому стекает, вследствие чего глубина диффузионного слоя весьма непостоянна. Кроме того, напыленный слой обычно весьма порист, и потому алюминий во время диффузионного отжига в обычной атмосфере сильно окисляется. Диффузия алюминия в основной металл резко уменьшается, существенно уменьшается глубина алитированного слоя. [c.38] Очевидно, что наиболее простым способом устранения отмеченных недостатков может явиться способ, заключающийся в создании на поверхности алитированной детали прочной и достаточно плотной оболочки. Опыт показывает, что наиболее простым методом создания таких оболочек является метод нанесения специальной жаростойкой обмазки, например, способом окунания, как это делается при литье по выплавляемым моделям. Но в этом случае становится неизбежным применение влажных обмазок, вследствие чего обмазка должна иметь определенную пористость, через которую будет удаляться влага при сушке. Поскольку через поры при диффузионном отжиге неизбежно проникновение кислорода к поверхности детали, то, следовательно, окисление алюминия также неизбежно. Для того чтобы воспрепятствовать этому явлению, в состав обмазки необходимо ввести графит (углерод), который, сгорая при диффузионном отжиге, будет предотвращать окисление алитированного слоя. [c.38] Окись углерода, характеризующаяся восстановительными свойствами [21], при высоких температурах восстанавливает до металла многие их окислы. [c.39] Приток кислорода в толщу обмазки при отл иге зависит от ее пористости. Поэтому, регулируя соотношение между пористостью с одной стороны и количеством графита в обмазке — с другой, можно создать такие условия, при которых в пространстве между обмазкой и алитированной поверхностью создается только восстановительная атмосфера, которая и предохраняет напыленный алюминий от окисления. [c.39] Углекислота, а также пары воды окисляют алюминий и потому они должны быть либо нейтрализованы, либо удалены в атмосферу. Поэтому обмазка должна иметь всегда определенную пористость. Определенная пористость обмазки необходима потому, что В случае ее отсутствия (или в случае крайне слабого развития) образовавшиеся газы могут разрушить обмазку (корку). СаСОз, М СОз, РегОз, К2О3, МагО, играя роль флюсов, вызывают частичное оплавление кристаллов кварца и, заполняя поры, способствуют уменьшению пористости. [c.39] Подбирая различное соотношение компонентов, входящих в состав обмазки, можно создать такие условия, при которых процесс окисления напыленного алюминия не будет иметь места. В результате экспериментального исследования для детального изучения были отобраны четыре состава обмазок, указанных в табл. 11. [c.39] Жидкое стекло по ГОСТ 962-41, представляющее собой силикат натрия (или силикат калия), обычно в своем составе содержит до 33% ЫагО и З Юг до 60% воды и до 10% щелочи. В результате воздействия высокой температуры (при сушке) жидкое стекло высыхает и образует корку. [c.39] Входящий в состав обмазок кварцевый песок является наполнителем, образующим огнеупорный скелет корки и обеспечивающий определенную пористость. [c.39] Огнеупорная глина является компонентом, склеивающим частицы песка и, следовательно, обеспечивающим прочность образующейся при отжиге корки. [c.40] Хлористый аммоний, введенный в обмазку 4, предназначен для облегчения процесса диффузии алюминия в сталь. При высокой температуре хлористый аммоний диссоциирует с образованием хлористого водорода и хлоридов алюминия. Хлориды алюминия при температуре диффузионного отжига диссоциируют, а образовавшийся в результате этого алюминий, находясь в атомарном состоянии, обладает высокой активностью и диффундирует в глубь металла. [c.40] Обмазки Л о 2 и 3 показали практически одинаковые результаты. Однако корка, образующаяся при применении обмазки 3, обладает несколько более высокой прочностью. [c.40] Для того чтобы выяснить, как влияют указанные выше обмазки на качество напыленного слоя алюминия, как они защищают его от окисления и стекания во время диффузионного отжига, а также выяснить глубину диффузии алюминия, были проведены эксперименты. [c.40] Специальные образцы были подвергнуты пескоструйной обработке на аппарате нагнетательного типа. [c.40] На Подготовленную поверхность был нанесен алюминий при помощи электрометаллизатора марки ЭМ-6 по следующему режиму сила тока 100 а, напряжение 25 в, давление воздуха 4—5 ат, толщина напыленного слоя алюминия 0,9—1,0 мм. [c.40] Обмазка 1, состоящая только из жидкого стекла, не дала положительных результатов, так как напыленный слой алюминия после диффузионного отжига оказался состоящим только из окиси алюминия АЬОз, Глубина диффузионного слоя была около 0,01 мм, а местами диффузионный слой даже отсутствовал, вследствие чего образцы сильно окислились (фиг. 13,а). [c.41] Недостаток обмазки Л 2 заключается в том, что компоненты обмазки ложились неровным слоем на образцы. Для устранения этого недостатка в обмазку Х 3 вместо воды ввели жидкое стекло как связующее, а для ускорения процесса диффузии в обмазку 4 ввели дополнительно 2% хлористого аммония. [c.42] Из данных, приведенных в табл. 12, видно, что графит выгорел (вместо 50,% осталось 0,4—0,5%). При охлаждении обмазки 3 и 4, так же как и обмазка 2, растрескивались и легко отставали, обнажая чистую напыленную поверхность алюминия темно-синего цвета. [c.42] В табл. 13 приведен химический состав напыленного алюминия после диффузионного отжига. [c.42] Из табл. 13 видно, что напыленный слой алюминия, покрытый обмазкой 4, после диффузионного отжига, имеет 82% А1, а обмазками 2 или 3 — 70—72%, т. е. на 10% Л1 меньше. Сравнительные данные показали, что обмазки 2, 3 и 4 надежно защищают напыленный слой алюминия от окисления во время диффузионного отжига. Жаростойкие обмазки 2, 3 и 4 полностью устраняют необходимость применения для отжига печей с защитной атмосферой. [c.42] Глубина диффузионного слоя образцов, покрытых указанными обмазками, после отжига в электропечи и с защитной атмосферой приводится в табл. 14 и на фиг. 14. [c.42] Вернуться к основной статье