Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11197
.pdf
Согласно настоящему изобретению, предлагается способ закалки металлических изделий или металлических
сплавов, в частности стали и железа, характеризующийся тем, что изделия покрываются композицией,
предпочтительно в виде пасты, содержащей углеродсодержащие вещества, которые активируются при
высоких температурах, а также мелкодисперсные каталитические металлы и щелочные или
щелочноземельные соединения органических кислот, включая угольную кислоту и свободный щелочной
металл, растворенные или суспендированные в воде или других жидкостях.
Выражение «углеродсодержащие вещества, активируемые при высоких температурах», используемое здесь,
означает вещества, содержащие или состоящие из углерода, которые вступают во взаимодействие с железом
и сталью при температурах, используемых для цементации, например, различные виды кокса, особенно
торфяной кокс, в отличие от угля, лигнита и древесной стружки, которые в значительной степени разлагаются
до достижения температур, необходимых для поглощения углерода обрабатываемыми деталями. В качестве
подходящих металлических порошков или их кусковых порошков можно использовать порошки железа, никеля
или кобальта.
W-I2R.
L 414,10S В качестве подходящих соединений органических кислот со щелочами или щелочноземельными
металлами могут использоваться оксалаты, ацетаты, формиаты и карбонаты, а также их смеси.
Вместо мелкодисперсных каталитических металлов можно использовать соединения каталитических
металлов, которые при температуре, используемой для термической обработки, восстанавливаются до
металла под действием одного из других компонентов.
Следует отметить, что, хотя эти каталитические металлы способствуют упрочнению обрабатываемого
изделия, сами они не входят в состав упрочненной поверхности.
Изделия из металла или металлических сплавов покрываются достаточно толстым слоем путем погружения в
пасту или нанесения ее краской, а затем непосредственно подвергаются термической обработке, в результате
которой покрытие немедленно затвердевает и обеспечивает достаточную защиту поверхности заготовки от
окисления, даже если обработка продолжается в течение длительного времени и независимо от
используемой температуры.
Этот процесс особенно выгодно применяется при термической обработке железа и стали, где необходимо не
только избежать окисления поверхности металла, но и обеспечить перенос углерода в обрабатываемый
материал, например, при цементации железа и стали.
Как известно, сталь или железо закаляются путем нагревания полученных изделий и их последующего
охлаждения путем погружения в термообработанную жидкость. Нередко сталь или железо с низким
содержанием углерода сначала подвергаются карбонизации или цементации. В большинстве случаев это
делается с помощью так называемой поверхностной закалки, при которой детали, подлежащие закалке,
тщательно помещаются в углеродсодержащие закалочные порошки в специальных камерах, а затем
подвергаются непрерывному нагреву до красного каления в течение многих часов или дней. После
охлаждения изделия извлекают из коробок, снова нагревают и охлаждают в подходящих жидкостях,
подвергая таким образом окончательному затвердеванию.
Этот метод работы влечет за собой высокие затраты из-за упаковки заготовок в заливочный порошок и
необходимости тщательного нанесения порошка на закалочные камеры, при этом материал этих камер
быстро изнашивается и расходуется. Тео? необходимо добавить:d flrtin:. затраты на закалочный порошок,
нагревательные материалы, рабочее время и оплату труда.
Поэтому термическая обработка проводилась в самых неблагоприятных условиях, какие только можно себе
представить, поскольку, с одной стороны, затвердевающий порошок, окружающий затвердевающий материал,
представляет собой практически идеальный теплоизолятор, а с другой стороны, части изделий или
материалов, подлежащих затвердеванию, расположенные ближе всего к краю или стенкам затвердевающего
ящика, уже подверглись необходимой температуре и, следовательно, значительной хонинговке до того, как
части, расположенные внутри или в центре ящика, достигли температуры цементации. Опыт показывает, что
неравномерный нагрев вызывает серьезную деформацию обрабатываемых деталей.
Аналогичным образом, на практике сложно обеспечить точный контроль температуры внутри отдельных
боксов.
Чтобы избежать этих трудностей, цементацию в последнее время проводят различными способами в
расплавленных ваннах, обычно содержащих цианиды. Помимо высокой токсичности используемых солей, эти
методы требуют специального и дорогостоящего оборудования, а также длительной термической обработки.
Благодаря использованию вышеописанного изобретения становится возможным подвергать железо и сталь
цементации за гораздо меньшее время, чем это было необходимо ранее, и без необходимости применения
цементирующих порошков или коробок. Достаточно лишь окунуть затвердевшие заготовки в пасту и нанести
на них соответствующее покрытие, подвергнуть их термообработке, а затем поместить в раскаленную ванну
для отпуска.
Предпочтительная форма пасты представляет собой плотное смешивание подходящих носителей с
металлическими порошками или соединениями металлов, соединениями щелочных или щелочноземельных
металлов с органическими кислотами, а также со свободной щелочью. В качестве носителя углерода могут
использоваться различные виды кокса, такие как торфяной кокс или сажа, а в качестве металлических
порошков или их соединений могут также использоваться железо, никель или кобальт (11k), а также
соединения органических кислот со щелочами, щелочноземельными металлами, оксалатами, ацетатами,
формиатами и карбонатами, а также их смеси. Указанные вещества могут быть превращены в пасту с
подходящей жидкой средой, и покрытие из этой пасты наносится на обрабатываемые детали, подлежащие
закалке, путем погружения или окрашивания. 12 Обрабатываемые детали из стали или железа, покрытые
слоем описанной пасты, нагреваются в соответствующих нагревательных устройствах до температуры выше
верхней точки фазового перехода рассматриваемого материала. Они поддерживаются при этой температуре
в течение достаточного времени для получения желаемой толщины затвердевшего слоя, и при этой
температуре их непосредственно пропускают в пробирку, растворенные или суспендированные в воде или
других жидкостях.
2.
Способ закалки стали и железа по п. 1, характеризующийся в 45, заключается в том, что закаливаемые
изделия погружают в пасту для образования покрытия, затем нагревают до температуры выше верхней точки
превращения, поддерживают при этой температуре в течение 50 достаточного времени для получения
желаемой толщины закаленного слоя и при этой температуре переносят в ванну для погружения.
3.
Способ согласно п. 2, 55, характеризующийся тем, что вместо погружения заготовок в пасту, они покрываются
ею.
4.
Способ, описанный в любом из предшествующих пунктов, характеризуется тем, что в качестве
углеродсодержащего вещества используется торфяной кокс (60).
5.
Процесс, описанный в любом из предшествующих пунктов, характеризуется тем, что вместо мелкодисперсных
каталитических металлов используются такие соединения указанных металлов, которые при высокой
температуре обработки восстанавливаются до металла под действием одного из других компонентов.
6.
Способ упрочнения 70 металлов, металлических сплавов или изделий из них, по существу описанный.
7.
Металлы, металлические сплавы и изделия из них, изготовленные с использованием процесса, описанного в
любом из предыдущих пунктов. 75 il. Дата: 27 января 1933 г.
От имени заявителя: FRANK B. DEIHN & Co., дипломированные патентные поверенные, Kingswav House.
103, Кингсуэй, Лондон, туалет № 2.
Ниже приведён пример процесса, описываемого настоящим изобретением, который, однако, может быть
значительно изменен.
100 В 150 частях по весу воды, содержащей 5% глютена, тщательно смешивают и перемешивают до
получения пасты 20 частями по весу кокса, 20 частями по весу гидроксида никеля, 15 частями по весу
оксалата бария, 15 частями по весу формиата бария, 10 частями по весу карбоната стронция и 10 частями по
весу гидроксида калия.
Металлические заготовки покрываются указанной пастой, после чего нагреваются вместе с покрытием до
температуры примерно 9-50 градусов Цельсия в течение времени, соответствующего желаемой глубине
закалки.
В процессе нагрева части углерода из покрытия проникают в поверхность обрабатываемых деталей, при этом
металлические или металлокомпозитные компоненты покрытия оказывают каталитическое действие.
Процесс, описанный в настоящем изобретении, может также использоваться в связи с медными сплавами и, в
частности, для упрочнения бронзы. Теперь, подробно описав и определив природу нашего изобретения и
способ его осуществления, мы заявляем, что то, что мы предлагаем,
Соседние файлы в папке патенты