изолирующая паста
Классы МПК: | C23C8/04 обработка частей поверхности, например с использованием масок |
Автор(ы): | Пашкеев И.Ю., Михайлов Г.Г., Сенин А.В., Козлова А.Н., Архипова И.В. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество "Уральский автомобильный завод" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-11-18 публикация патента:
10.09.1997 |
Изобретение: полирующая паста при газовой химико-термической обработке стали на основе толуола, содержащая в мас.%: 26,0-28,0 борной кислоты, 3,5-4,0 пылевидного кварца, 3,0-3,5 корунда плавленого, 10,0-10,5 полистирола. 1 з.п. ф-лы.
Формула изобретения
1. Изолирующая паста при газовой химико-термической обработке стали, содержащая борную кислоту и полистирол, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пылевидный кварц, корунд плавленный и толуол, а борную кислоту содержит фракцией менее 4 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. Борная кислота 26 28Пылевидный кварц 3,5 4,0
Корунд плавленный 3,0 3,5
Полистирол 10,0 10,5
Толуол Остальное
2. Паста по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит дистенсиллиманит до 0,5 мас.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к металлургии, в частности к пастам, изолирующим от насыщения углеродом и азотом при газовой химико-термической обработке (ХТО) участки деталей, подвергающиеся последующей механической обработке резанием. Известен состав защитного покрытия [1] применяемого при газовой цементации, азотировании и нитроцементации, состоящего из следующих компонентов, мас. Борный ангидрид 15-30Карборунд 15-35
Эпоксидная смола 1-10
Канифоль 25-50
Органические растворители ароматического ряда Остальное
Борный ангидрид является основным защитным компонентом в приведенном составе. Эпоксидная смола, канифоль, растворители ароматического ряда образуют связующее, обеспечивающее пасте комплекс необходимых технологических свойств (кроющую способность, прочность сцепления с поверхностью детали, седиментационную устойчивость и др.). Покрытие данного состава удовлетворительно защищает поверхности от диффузии химических элементов при химико-термической обработке. Однако покрытие имеет ряд недостатков. После химико-термической обработки остатки покрытия плохо удаляются из узких отверстий и резьбовых поверхностей деталей, на поверхности остаются частицы карборунда, что затрудняет последующую механическую обработку. Защищаемая поверхность имеет повышенную твердость за счет диффузии углерода из карборундовой составляющей в металл. Паста обладает низкой седиментационной устойчивостью, обусловленной большой разницей в удельных весах связующего и наполнителя, что приводит к оседанию наполнителя (в течение 2-3 ч) и снижению технологичности пасты при ее использовании. Не исключены также полностью пробои покрытия. Производство и измельчение борного ангидрида (B2O3) является сложной экологической проблемой, которая устраняется в случае применения борной кислоты (H3BO3) для приготовления пасты. Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является состав изолирующей пасты [2] состоящей из следующих компонентов, мас. Борная кислота 10-25
Полистирол 5-13
Смесь хлорпроизводных углеводородов: трихлорэтилен, перхлорэтилен, метиленхлорид, четыреххлористый углерод Остальное
Приведенный состав обладает высокой седиментационной устойчивостью, хорошей кроющей способностью, быстро высыхает, прочно сцепляется с поверхностью детали, удовлетворительно защищает нарезные поверхности от диффузии элементов в металл при газовой химико-термической обработке. Однако приведенный состав [2] взятый за прототип, имеет существенные недостатки: в процессе химико-термический обработки при выдержке 8-15 ч покрытие, обладая повышенной жидкотекучестью, сползает с вертикальных гладких поверхностей и имеет склонность к образованию пробоев на защищаемых участках. Кроме того, применение хлорпроизводных углеводородов в качестве растворителя связующего создает вредное воздействие паров растворителя на обслуживающий персонал и окружающую среду. Задача изобретения улучшение защитных свойств пасты путем исключения сползания изолирующего покрытия с вертикальных поверхностей при температурах химико-термической обработки и устранение вредного воздействия паров растворителя из хлорпроизводных углеводородов на обслуживающий персонал и окружающую среду. Это достигается тем, что в известном составе, включающем борную кислоту, полистирол и растворитель из ряда хлорпроизводных углеводородов, используют борную кислоту фракции менее 4 мкм, в качестве растворителя толуол, в качестве полимерного связующего полистирол, кроме того, дополнительно вводят пылевидный кварц, плавленый корунд фракции 30-50 мкм и дистенсиллиманит при следующем соотношении компонентов, мас. Борная кислота (менее 4 мкм) 26,0-28,0
Пылевидный кварц 3,5-4,0
Корунд плавленый (30-50 мкм) 3,0-3,5
Дистенсиллиманит 0-0,5
Полистирол 10,0-10,5
Толуол Остальное
Состав защитного покрытия приготавливают путем последовательного смешивания компонентов. Вначале загружают в емкость расчетное количество толуола, затем расчетное количество полистирола и перемешивают до полного растворения полистирола. В образовавшееся связующее добавляют смесь, состоящую из борной кислоты, пылевидного кварца, корунда и дистенсиллиманита. Перемешивание производят до получения однородной пасты, имеющей по готовности вязкость 2,5-2,8 Н
![изолирующая паста, патент № 2089653](/images/patents/383/2089002/183.gif)
![изолирующая паста, патент № 2089653](/images/patents/383/2089002/183.gif)
![изолирующая паста, патент № 2089653](/images/patents/383/2089002/183.gif)
![изолирующая паста, патент № 2089653](/images/patents/383/2089002/183.gif)
печь предварительного нагрева;
печь цементации (атмосфера смесь эндогаза и природного газа);
печь изотермической выдержки (атмосфера эндогаз);
печь нагрева под закалку (атмосфера эндогаз);
закалочная печь;
моечная печь;
отпускная печь. Сползание изолирующего покрытия с вертикальных поверхностей при температурах химико-термической обработки отсутствует. После цементации защищаемые поверхности деталей подвергаются механической обработке (включая протягивание внутреннего шлицевого отверстия)
Пример 2. Газовая нитроцементация с использованием разработанной изолирующей пасты. Шестерня коронная дифференциала раздаточной коробки автомобиля "Урал-375" (дет. 375-1802190-Б, сталь 40Х) подвергается газовой нитроцементации. Внутренние шлицы, подлежащие защите, покрывают предлагаемым составом изолирующей пасты после предварительной мойки в 0,5-1,0 мас. водном растворе триполифосфата натрия и сушки горячим воздухом при температуре 70-90oC. Толщина слоя пасты на детали после одноразового покрытия 0,6-0,7 мм. Далее детали помещают в агрегат для нитроцементации, состоящий из следующих печей:
печь нитроцементации (атмосфера смесь эндогаза, метана и аммиака);
закалочная печь;
моечная печь;
отпускная печь. После нитроцементации защищаемые поверхности деталей подвергаются механической обработке. Проведенные испытания пасты разработанного состава по сравнению с другими изолирующими пастами показали:
паста образует защитное покрытие, равноценное по качеству цианистому меднению, и может быть эффективным заменителем его при газовой ХТО;
защитное покрытие прочно держится на вертикальных поверхностях с высоким классом механической обработки при газовой ХТО в течение 12-15 ч;
отсутствуют надрезы (надрывы) изолирующего покрытия на острых кромках и как следствие отсутствуют пробои покрытия на острых кромках;
изолируемая поверхность получается мягче на 3-5 единиц RC по сравнению с другими пастами, класс шероховатости поверхности после газовой ХТО не изменяется;
паста обладает хорошей кроющей способностью, высокой седиментационной устойчивостью к расслоению при хранении. Остатки защитного покрытия после газовой ХТО легко смываются моющим раствором;
применение толуола в качестве растворителя полистирола исключает воздействие паров хлорпроизводных углеводородов на работающих и окружающую среду. Применение борной кислоты вместо борного ангидрида для приготовления пасты дополнительно устраняет экологически вредное производство молотого борного ангидрида. Источники информации
1. Авт.св. N 344744, кл.С23 С9/00, 1977 г. 2. Авт.св. N 985137, кл.С23 С9/00, 1982 г. прототип.