Claims (2)
Изобретение относитс к химике-термичес .кой обработке, в частности к процессу азоти{ювани деталей из стали. Известен расплав дл жидкостного азотировани , содержащий в качестве основы циана ы щелочных металлов с добавками карбонатов щелочных металлов и добавлением дл регенерации мелема (1. Однако этот расплав тл етс токсичным и образует в процессе работы крайне довиты цианидьь Известен также расплав дл жидкостного азотировани стальгп.х деталей 2, содержащи следующие компоненты, вес.%: Цианат натри 25-38 Кальцинирюванна сода25-35 Хлористый калий28-40 Существенным недостатком этого вл етс низка активность состава и его токсичность. Цель изобретени - интенсификаци процесса насыщени за счет повышени азотного пот циала ванны, а также снижение токсичности процесса. Дл достижени поставленной цели в извесг ный расплав, содержащий карбонаты и хлориды щелочных металлов, в качестве основы расплава взамен цианата ввод т органические соли , образованные щелочными металлами с веществами общей формулой A(NHCN)3, где А - трехвалентный радикал S -триазина или S-гептазина, например трицианмеламинаты, гидромелонаты щелочных металлов или их смеси. При этом содержание указанных компонентов должно быть в следующих соотнощени х, вес.%; Органические соли30-40 Хлориды щелочных металлов30-35 Карбонаты щелочных металловОстальное, Структурна формула гидромелонатов щелочных металловj/ig fj CN C-N-CN Структурна формула трицианмеламинатов щегючных металлов MeN-C N Обе соли, как гидромелонат, так и трициан влеламинат, не довиты. Температура плавлени солей . Процесс азотировани с использованием этих веществ протекает следующим образом: дл трщщанмеламината 2KjCfrN9 + 90г-ЗК2СОз + 18N + 9СО, (1) дл гидромелоиата 2K3C9Ni3 302- -2K3C6N9 + 8N + 6СО (2) и далее по реакции (1), а также 2КзС9М1з + 1202-3KjCO3 + 26N + 15СО. (3) Анализ приведенных реакций говорит о значительно более высоком азотном потенциале используемых соединений по сравнению с циан тзми. Так, выход активного азота при окислении гидромелрната кали составл ет 44,6%, тог да как дл цианата кали 17,2%. В то же: врем потребность в кислороде при азотироваmoi с использованием органических солей примерно в 3 раза выше чем при обработке в ра плаве на основе цианата. Пример 1. Готов т смесь из трицианмеламкната натри 150 г (30%), хлористого натри 175 г (35%), углекислого натри 175 г (35%). Приготовленную смесь загружают в тигель ИЗ тнтана или нержавеющей стали и довод т температуру расплава до рабочей 560-570°С. После этого начинают продувку расплава возпухом и загружают обезжиренные образцы из стали 40Х. Врем обработки при температу ре азотировани 2 ч. Затем образцы охлаждают в холодной воде. Поверхность образцов светло сера . Глубина диффузионного сло 0,25-0,3м карбошгфндного 15-20, мкм. Поверхностна твердость 700-800 HjusoП р и м е.р 2. Готов т смесь из гидромело ната кали 150 г (40%), хлористого лити 113 г (30%) и углекислого натри 113 г (30%). Далее все то же, что в примере 1. Поверхность образцов и глубина слоев аналогична полученным в примере 1, глубина кар бонитридного сло незначительно больше и составл ет 18-20 мкм. 034 П р и м е р 3. Готов т смесь из трицианмеламината кали 150 г (42%), хлористого натри 107 г (30%) и углекислого кали 100 г (28%). .Далее то же, что в примере 1. Расплав густой, налипает на поверхность образцов. Глубина карбонитридного и диффузионного слоев, а также микротвердость поверхности аналогичны полученным, в примере 1. На поверхноста образцов небольшой рыхлый слой. П р и м е р 4. Готов т смесь из гидромелоната кали 150 г (28%), хлористого натри 225 г ,(42%) и углекислого натри 161 г (30%). Далее то же, что в примере 1. Поверхность образцов чиста , микротвердость аналогична полученной в примере 1. Однако заметна тенденци к уменьшению как диффузионного , так и карбонитридного слоев. Глубина диффузионного сло 0,2-0,25 мм, карбонитридного 12-16 мкм. П р и м е р 5 (контрольный). Готов т смесь цианата натри 150 г (34%), углекислого натри 124 г (28%) и хлористого кали 168 г (38%). Приготовленную смесь загружают в тигель из титана или нержавеющей стали к довод т температуру расплава до рабочей (560-570°С). Загружают обезжиренные образцы из стали 40Х. Врем обработки при температуре азотировани 2 ч. Затем образцы охлаждают в холодной воде. Поверхность образцов светло-сера . Глубина диффузионного сло 0,2 мм, карбонитридного 10-12 мкм. Поверхностна твердость 700-800 Н . Глубина азотированного сло образцов из стали марки 40Х, обработанных в новых расплавах при 560-570°С в течение 2 ч, составл ет 0,25-0,3 мм, карбонитридного 15-20 мкм. Поверхностна твердость 700-800 . Поверхность образцов чиста , светло-сера . Из приведенных данных можно сделать вывод , что стальные образцы, обработанные в предлагаемом расплаве, имеют чистую поверхность без рыхлого сло , причем глубина карбонитридного сло увеличилась в 1,5-2 раза. Формула изоб ретени 1. Расплав дл азотировани стальных деталей , содержащий основу, а также хлориды и карбонаты щелочных металлов, отличающийс тем, что, с целью интенсификации процесса насыщени и снижени токсичности процесса, в качестве основы он содержит органические соли, образованные щелочными металлами с веществами общей формулой A(NHCN)3, где Л - трехвалентный радикалThe invention relates to chemist-heat treatment, in particular, to the process of nitrogen and steel parts. A known melt for liquid nitriding contains alkali metal cyanides with alkali metal carbonate additives and an addition for regeneration melem as a base (1. However, this melt melts toxic and forms highly toxic cyanide during operation. A melt for liquid nitriding of steel. parts 2, containing the following components, wt%: sodium cyanate 25-38 Calcium calcane 25-35 Potassium chloride28-40 A significant disadvantage of this is the low activity of the composition and its toxicity. gaining intensification of the saturation process by increasing the nitrogen pool of the bath, as well as reducing the toxicity of the process. To achieve this goal, organic salts formed with alkali metals are introduced into the known melt containing carbonates and alkali metal chlorides as the basis of the melt instead of cyanate. with compounds of general formula A (NHCN) 3, where A is a trivalent S-triazine or S-heptazine radical, for example, tricyanmelaminates, alkali metal hydromelonates or mixtures thereof. The content of these components should be in the following ratios, wt.%; Organic salts 30-40 Alkali metal chlorides 30-35 Alkali metal carbonatesEther, The structural formula of alkali metal hydromelonates / CigN CN C-N-CN The structural formula of shyuchny metal tricyanmelaminates MeN-CN Both salts, both hydromelonate, and tricyanane vollaminat, are not poisonous. Melting point of salts. nitriding process using these materials is as follows: for trschschanmelaminata 2KjCfrN9 + 90g-ZK2SOz + 18N + 9SO (1) for gidromeloiata 2K3C9Ni3 302- -2K3C6N9 + 8N + 6SO (2) and further by the reaction (1) and 2KzS9M1z + 1202-3KjCO3 + 26N + 15CO. (3) Analysis of the above reactions indicates a significantly higher nitrogen potential of the compounds used as compared with cyanthium. Thus, the yield of active nitrogen in the oxidation of potassium hydromelrnate is 44.6%, whereas for potassium cyanate it is 17.2%. At the same time: the need for oxygen in nitriding moi using organic salts is about 3 times higher than during treatment in a melt based on cyanate. Example 1. Preparing a mixture of sodium tricyanmelamine 150 g (30%), sodium chloride 175 g (35%), sodium carbonate 175 g (35%). The prepared mixture is loaded into a crucible FROM tntana or stainless steel and the melt temperature is brought to working 560-570 ° C. After that, the melt is blown with air and loaded with degreased samples of 40X steel. The processing time at the nitriding temperature is 2 h. Then the samples are cooled in cold water. The surface of the samples is light sulfur. The depth of the diffusion layer of 0.25-0.3 m of the carbon aggregate is 15-20 microns. Surface hardness is 700-800 Hjusoppm. 2. The mixture is prepared from potassium hydromelt 150 g (40%), lithium chloride 113 g (30%) and sodium carbonate 113 g (30%). Then everything is the same as in example 1. The surface of the samples and the depth of the layers are similar to those obtained in example 1, the depth of the carbonitride layer is slightly larger and is 18-20 µm. 034 EXAMPLE 3. A mixture of potassium tricyanmelamine 150 g (42%), sodium chloride 107 g (30%) and potassium carbonate 100 g (28%) is prepared. .Further same as in example 1. The melt is thick, sticks to the surface of the samples. The depth of the carbonitride and diffusion layers, as well as the microhardness of the surface are similar to those obtained in example 1. On the surface of the samples there is a small loose layer. EXAMPLE 4 A mixture of potassium hydromelonate 150 g (28%), sodium chloride 225 g (42%) and sodium carbonate 161 g (30%) is prepared. Further, the same as in example 1. The sample surface is clean, the microhardness is similar to that obtained in example 1. However, there is a noticeable tendency to a decrease in both the diffusion and carbonitride layers. The depth of the diffusion layer of 0.2-0.25 mm, carbonitride 12-16 microns. PRI me R 5 (control). A mixture of sodium cyanate 150 g (34%), sodium carbonate 124 g (28%) and potassium chloride 168 g (38%) is prepared. The mixture is loaded into a crucible of titanium or stainless steel to bring the temperature of the melt to the working (560-570 ° C). Load skim samples from steel 40X. The processing time at the nitriding temperature is 2 hours. Then the samples are cooled in cold water. The surface of the samples is light sulfur. The depth of the diffusion layer of 0.2 mm, carbonitride 10-12 microns. Surface hardness of 700-800 N. The depth of the nitrated layer of samples of steel grade 40X, treated in new melts at 560-570 ° C for 2 hours, is 0.25-0.3 mm, carbonitride 15-20 microns. Surface hardness of 700-800. The sample surface is clean, light sulfur. From the above data, we can conclude that the steel samples treated in the proposed melt have a clean surface without a loose layer, and the depth of the carbonitride layer increased 1.5-2 times. Formula of the invention. 1. A melt for nitriding steel parts containing a base, as well as alkali metal chlorides and carbonates, characterized in that, in order to intensify the saturation process and reduce the toxicity of the process, it contains organic salts formed by alkali metals with substances. General formula A (NHCN) 3, where L is a trivalent radical
5697603 65697603 6
S - триазина или S - гелтазина, при следую-3. Расплав по п. 1, о т л и ч а ю щ и йщем содержании компонентов, вес.%:с тем, что в качестве основы используютS - triazine or S - geltazin, with the following -3. The melt according to claim 1, about tl and h aa and the content of the components, wt.%: So that as the basis use
Органические соли, образованныетрицианмеламинаты щелочных металлов.Organic salts formed by alkali metal tetrican melaminates.
щелочнымиметаллами с веществамиalkaline metals with substances
общей формулы A(NHCN)3 30-405 Истошики информации,the General formula A (NHCN) 3 30-405 Istoshki information,
Хлориды щелочныхприн тые во внимание при экспертизеAlkaline chlorides taken into account during examination
металлов30-35metals30-35
Карбонаты щелочных.1. Авторское свидетельство СССР N 479825,Alkaline carbonates. USSR author's certificate N 479825,
металлов ОсТгальное,|кл. С 23 С 9/14, 1972.metals OsTgalnoe | Cl. C 23 C 9/14, 1972.
2. Расплав по п. 1,отличающий-lo2. The melt of claim 1, distinguishing-lo
с тем, что в качестве основы используют2. Авторское свидетельство СССР N 299571,with the fact that as the basis of use2. USSR author's certificate N 299571,
гвдромелонатьх щелочных металлов.кл. С 23 С 9/14, 1965 (прототип).alkaline alkaline metals.kl. C 23 C 9/14, 1965 (prototype).