×
17.02.2020
220.018.02f8

СОСТАВ ВАННЫ ДЛЯ АЗОТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002714271
Дата охранного документа
13.02.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения, а именно к химико-термической обработке деталей, и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталей машин и деталей технологической оснастки в машиностроительной, металлургической, химической, инструментальной и других отраслях промышленности. Состав ванны для азотирования деталей из конструкционных и инструментальных сталей содержит расплав компонентов при следующем соотношении, мас.%: карбамид (NH)CO 32-35, натрий углеродистый NаCO 28-30, натрий хлористый NаСl 6, кальций хлористый CaCl 6, барий хлористый BaCl 8, едкий натр NаОН – остальное. Обеспечивается повышение экологической безопасности и эксплуатационной стойкости деталей машин и инструментов.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к химико-термической обработке из конструкционных и инструментальных сталей, и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталей машин и деталей технологической оснастки (штампов, прессформ, фильер и т.д.) в машиностроительной, металлургической, химической, инструментальной и других отраслях промышленности.

Известен способ Тенифер-процесс (Tenifer-Tufftride). Нитроцементация производился в цианистых средах (55% NaCN + 35% KCN + 10% Nа2СО3). (Футани К. Низкотемпературное азотирование сталей в соляных ваннах / Металловедение и термическая обработка металлов, 2004, № 7. – С. 12-16).

Недостатки указанного способа: очень высокая стоимость компонентов, высокая токсичность, что вызывает значительные проблемы, связанные с охраной окружающей среды (нейтрализация газов, сточных вод, отходов производства и т.п.).

Известен способ «мягкого азотирования». Расплав карбамида с углекислыми солями (карбонатами) калия или натрия обеспечивает эффект упрочнения поверхностей стальных деталей (NH2)2CO – 55%; Nа2CO3 -45% (карбомидо-карбанатный)). (Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов. – М: 1985. – С. 183-186).

Недостатки указанного способа:

- технологические трудности, при очень низкой температуре плавления карбамида (133°С) и высокой температуре плавления углекислого натрия (854°С) и особенно углекислого калия (896°С) реакция карбамида с углекислыми солями (карбонатами) происходит очень бурно, с выделением большого количества газов и разбрызгиванием расплава;

- трудность регулирования состава диффузионного слоя, а также контроля состава расплава;

- трудности при освежении состава путем введения в него дополнительных порций карбамида.

- высокая токсичность солей в расплаве и сложности при обезвреживании цианистых отходов;

Технической задачей изобретения является повышение экологической безопасности и эксплуатационной стойкости деталей машин и инструментов.

Технический результат достигается разработкой оптимального состава ванны, включающей в себя карбамид, углекислый натрий, хлористый натрий кальций хлористый, барий хлористый и едкий натр при следующем соотношении компонентов (% мас.): карбамид (NH2)2 CO 32…35%; натрий углекислый Nа2CO3 28…30%; натрий хлористый NаСl 6, кальций хлористый CaCl2 6, барий хлористый BaCl2 8, едкий натр NаОН – остальное.

Использование состава данной ванны обеспечивает высокую скорость и равномерность насыщения поверхностных слоев деталей азотом, исключает выделение ядовитых компонентов в процессе азотирования, исключает загрязнение воздуха рабочей зоны и окружающей среды.

Основной недостаток двухкомпонентной карбамидо–карбонатной ванны – значительные трудности, возникающие при её приготовлении, так как температура плавления карбамида (133ºС) очень низка по сравнению с температурой плавления углекислого натрия (854º) и особенно углекислого калия (896°С). При нагревании твёрдой смеси (порошков) названных веществ в начале плавится карбамид и начинает реагировать с частичками едкого натра, плавающими в жидкости. При этом выделяется большое количество газов. Реакция карбамида с углекислыми солями (карбонатами) происходит очень бурно, с выделением большого количества газов и разбрызгиванием расплава;

2(NH2)2CO+Na2CO3→2NaCNO+2NH3↑+CO2↑+H2O (1)

В результате этого на поверхности ванны образуется большое количество пены, которая выносит из ванны жидкость и твёрдые частицы. При быстром нагреве смеси наблюдается интенсивное выплёскивание расплава из ванны. Большое количество аммиака, выделяющегося при сплавлении компонентов карбамидо-карбонатной ванны значительно загрязняет атмосферу в зоне работы печи.

Для уменьшения потери компонентов и снижения температуры расплава в процессе приготовления азотирующей ванны на основе карбамида и углекислого натрия в её состав был введён натрий хлористый NаСl – 6%, кальций хлористый CaCl2 – 6%, барий хлористый BaCl2 – 8%, и едкий натр в количестве 15…20 %.

Смесь хлористого натрия, кальция хлористого, бария хлористого при известном соотношении снижает температуру плавления солевой смеси с 854ºС до 420ºС и, тем самым, уменьшает разницу в температурах плавления карбомида и углекислого натрия.

Данная состав ванны позволяет растворять в ней карбамид (температура плавления 133°С) без бурного выделения газов, что наблюдается при растворении карбамида в расплавленной соде (температура плавления 854°С). Эта же композиция позволит поддерживать рабочую температуру ванны в интервале 480…580°С без заметного выкипания.

Экспериментальные исследования показали, что при введении в ванну смеси хлористого натрия, хлористого кальция, хлористого бария в данном соотношении, её вскипание при сплавлении компонентов прекратилось.

При температуре 550ºС эта ванна находится полностью в стабильном жидком состоянии.

Кроме недостатков известных ванн на основе карбамида, связанных с выкипанием и большим выносом солей, они представляют экологическую опасность, так как в процессе работы выделяют очень токсичное газообразное вещество – цианистый водород. Цианистый водород образуется в результате реакции цианистого натрия, находящегося в расплаве с парами воды и углекислым газом, образующимися при разложении карбомида

2(NH2)2CO+Na2CO3→2NaCNO+2NH3↑+CO2↑+H2O↑ (2)

4NaCN→2N↓Fe+CO+2NaCN+Na2CO3 (3)

NaCN+ CO2 →Na2CO3+2CHN↑ (4)

CHN+ NaОН →NaCN+ H2O↑ (5)

Едкий натр, введённый в состав азотирующей ванны в количестве 15…20%, связывает цианирующий водород в нелетучее вещество–цианистый натрий, тем самым, делает карбамидосодержащую ванну экологически безопасной в плане выделения вредных веществ в атмосферу. Кроме того, введение в состав ванны едкого натра способствует обогащению расплава цианистым натрием, участвующим в насыщении стали азотом.

Данный состав ванны для азотирования позволяет повысить экологическую чистоту процесса нитроцементации за счёт замены высокотоксичных цианидов калия и натрия, используемых в традиционных нитроцементующих составах, на нетоксичный и дешёвый карбамид.

Способ азотирования с использованием предлагаемой ванны осуществляется следующим образом: тщательно перемешиваем порошкообразные компоненты, расплавляем их и производим стабилизацию (старение) состава ванны в течение 2...3 часов. Исследуемые образцы обезжириваем в щелочном растворе, промываем водой и предварительно прогреваем до температуры 350ºС. Затем погружаем в ванну с данным расплавом при температуре 550ºС и выдерживаем в течении 4 часов. После этого образцы выгружаем и промываем в водяной ванне.

Данный способ азотирования деталей для повышения их износостойкости не представляет технологических трудностей и не требует использования дорогих или дефицитных материалов. Поэтому азотирование деталей с использованием данного расплава может быть легко внедрено на любом машиностроительном предприятии, как в мелкосерийном и крупносерийном, так и ремонтном. При этом предлагаемый способ отличается высокой производительностью, технологической широтой, экономичностью и экологической безопасностью.

Состав ванны для азотирования деталей из конструкционных и инструментальных сталей, содержащий расплав карбамида, натрия углеродистого, натрия хлористого, кальция хлористого, бария хлористого и едкого натра при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбамид (NH)CO 32-35, натрий углеродистый NаCO 28-30, натрий хлористый NаСl 6, кальций хлористый CaCl 6, барий хлористый BaCl 8, едкий натр NаОН – остальное.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 24.
17.02.2018
№218.016.2a95

Способ снижения концентраций тяжелых металлов в почвах городских территорий

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для очистки почв городов центральной полосы от загрязнений тяжелыми металлами. Технической задачей изобретения является снижение токсичных концентраций тяжелых металлов в метровой почвенной толще. Предлагаемый способ позволяет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642868
Дата охранного документа: 29.01.2018
29.05.2018
№218.016.58e3

Способ иммобилизации свинца в загрязненных почвах

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки загрязненных свинцом почв территорий промышленных предприятий, а также для повышения экологической устойчивости почвогрунтовых конструкций в городской среде и садово-огородных товариществах городских...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655215
Дата охранного документа: 24.05.2018
13.08.2018
№218.016.7b6e

Способ получения n-карбэтоксиметилимидазо[4,5-e]бензо[1,2-c;3,4-c′]дифуроксана

Изобретение относится к способу получения N-карбэтоксиметилимидазо[4,5-е]бензо[1,2-с;3,4-с']дифуроксана - эффективного ингибитора АДФ-индуцированной агрегации тромбоцитов. Технический результат: разработан новый способ получения N-карбэтоксиметилимидазо[4,5-е]бензо[1,2-с;3,4-с']дифуроксана,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663846
Дата охранного документа: 10.08.2018
19.08.2018
№218.016.7d25

Рекомбинантный штамм yarrowia lipolytica - продуцент инкапсулированной фитазы obesumbacterium proteus

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен рекомбинантный штамм - продуцент фитазы , инкапсулированной в цитоплазме, получаемый путем введения плазмиды pUV3-Op, характеризующейся нуклеотидной последовательностью SEQ ID NO:1, в коллекционный штамм PO1f. Изобретение обладает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664476
Дата охранного документа: 17.08.2018
19.12.2018
№218.016.a872

Способ получения c-нитроимидазо[4,5-e]бензо[1,2-c;3,4-c']дифуроксана

Изобретение относится к способу получения C-нитроимидазо[4,5-e]бензо[1,2-c;3,4-c’]дифуроксана. Технический результат: разработан способ получения C-нитроимидазо[4,5-e]бензо[1,2-c;3,4-c’]дифуроксана путем нитрования имидазо[4,5-e]бензо[1,2-c;3,4-c’]дифуроксана в системе HNO/AcO при температуре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675159
Дата охранного документа: 17.12.2018
16.01.2019
№219.016.b015

Способ получения микрокапсул пигмента

Изобретение относится к способу получения микрокапсул пигмента голубого фталоцианинового. Способ включает диспергирование пигмента, затертого в пасту с ПАВ, в 2,5% растворе ацетилцеллюлозы в ацетоне или 2,5% растворе нитроцеллюлозы в смеси диэтилового эфира и этанола. Используют неионогенное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677172
Дата охранного документа: 15.01.2019
29.04.2019
№219.017.3e27

Способ сульфоцианирования конструкционных и инструментальных сталей в высокоактивной пасте

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталей машин и оборудования, работающих в условиях трения при высоких контактных нагрузках и при недостатке смазки. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686425
Дата охранного документа: 25.04.2019
26.06.2019
№219.017.9273

Способ экспресс-оценки эффективности сорбентов тяжелых металлов в почвах

Изобретение направлено на создание простого и эффективного способа оценки эффективности сорбционных материалов для почв, загрязненных тяжелыми металлами. Способ оценки эффективности сорбентов тяжелых металлов в почвах заключается в том, что в условиях модельного загрязнения почв тяжелыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692263
Дата охранного документа: 24.06.2019
28.06.2019
№219.017.9953

Способ получения с-гидроксиметилимидазо[4,5-e]бензо[1,2-c;3,4-c']дифуроксана

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения С-гидроксиметилимидазо[4,5-e]бензо[1,2-c;3,4-c’]дифуроксана конденсацией 3,5-дибромфенилендиамина-1,2 с гликолевой кислотой, нитрованием 2-гидроксиметил-4,6-дибромбензимидазола смесью серной и азотной кислот,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692680
Дата охранного документа: 26.06.2019
12.08.2019
№219.017.be57

Способ повышения антибактериальной активности фурацилина in vitro

Изобретение относится к области фармацевтики, а именно к получению микрокапсул фурацилина. Раскрыт способ повышения антимикробной активности фурацилина in vitro путем диспергирования капсулируемого вещества в растворе полимера и осаждения полимера на поверхности частиц дисперсии. При этом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697056
Дата охранного документа: 09.08.2019
Показаны записи 1-10 из 12.
20.11.2014
№216.013.0880

Состав ванны для цианирования металлов и сплавов в жидких средах

Изобретение относится к машиностроению, в частности к химико-термической обработке металлов или сплавов в жидких средах. Состав ванны для цианирования металлов и сплавов в жидких средах для насыщения азотом и углеродом содержит следующие компоненты, мас.%: карбамид (NH)CO - 40…45, углекислый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533577
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.02.2016
№216.014.c2dd

Способ нитроцементации деталей из штамповых сталей

Изобретение относится к химико-термической обработке конструкционных и инструментальных сталей и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталей машин и инструмента в машиностроительной, металлургической, химической, инструментальной и других отраслях промышленности. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574943
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.02.2016
№216.014.c571

Способ брикетирования металлической стружки

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке металлической стружки и шламовых отходов металлургической промышленности. Металлическую стружку, состоящую из стружки черных металлов и алюминиевых сплавов, дробят, очищают, добавляют связующий материал, перемешивают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574941
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.06.2016
№216.015.44de

Способ нитроцементации деталей из конструкционных и инструментальных сталей

Изобретение относится к способу нитроцементации деталей из конструкционных или инструментальных сталей и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталей машин и инструмента в машиностроительной, металлургической, химической и инструментальной промышленности. Осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586178
Дата охранного документа: 10.06.2016
10.08.2016
№216.015.5593

Способ брикетирования металлической стружки

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке металлической стружки и шламовых отходов металлургической промышленности. Стружку дробят, очищают, добавляют связующий материал, перемешивают 70-75 % стружки черных металлов и 25-30 % стружки алюминиевых сплавов в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593565
Дата охранного документа: 10.08.2016
13.01.2017
№217.015.64e0

Способ нитроцементации деталей из конструкционных и инструментальных сталей

Изобретение относится к химико-термической обработке конструкционных и инструментальных сталей и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталей машин и инструмента в машиностроительной, металлургической, химической и инструментальной промышленности. Способ нитроцементации деталей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592339
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.7b5d

Способ нитроцементации деталей из конструкционных и инструментальных сталей

Изобретение относится к нитроцементации деталей из конструкционных и инструментальных сталей. Осуществляют приготовление пасты путем смешивания компонентов, затем наносят пасту на изделие, проводят нагрев с выдержкой при температуре 450-850°С в течение 1-3 часов, охлаждают в масле и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600612
Дата охранного документа: 27.10.2016
29.04.2019
№219.017.3e27

Способ сульфоцианирования конструкционных и инструментальных сталей в высокоактивной пасте

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталей машин и оборудования, работающих в условиях трения при высоких контактных нагрузках и при недостатке смазки. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686425
Дата охранного документа: 25.04.2019
24.10.2019
№219.017.da8d

Способ цементации деталей из конструкционных и инструментальных сталей в цементуемой пасте

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке конструкционных и инструментальных сталей и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталей машин и технологической оснастки в машиностроительной, металлургической, химической, инструментальной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704044
Дата охранного документа: 23.10.2019
31.07.2020
№220.018.393f

Способ цементации деталей из конструкционных и инструментальных сталей

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке конструкционных и инструментальных сталей, и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталей машин и технологической оснастки штампов, прессформ, фильер в машиностроительной и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728333
Дата охранного документа: 29.07.2020
+ добавить свой РИД