Состав для борирования стальных изделий

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть применено для повышения износостойкости поверхностных слоев сплавов на основе железа в машиностроении, станкостроении и других отраслях промышленности. Цель - повышение качества изделий за счет снижения пористости и увеличения кратности использования состава. Состав для борирования стальных изделий содержит следующие компоненты, мас.%: карбид бора 40-50; фтористый натрий 3-7; железная окалина 30-50; графит 2-5, карбонат кальция 5-10. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕ СПУБЛИК (51)5 С 23 С 8/70

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4605177/02 (22) 14.11.88 (46) 15.02.91. Бюл. М 6 (71) Камское объединение по производству большегрузных автомобилей (72) С.В. Ивановский, Г,И, Янцен, В.И, Астащенко, А,И. Федоров, В.Г. Шибаков, В.А. Калаганов и H.Â. Усманов (53) 621.785.51.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N619544,,кл. С 23 С 8/70, 1978. (54) СОСТАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке. и может быть применено для повышения иэносостойкости поверхностных слоев сплавов на основе железа в машиностроении, станкостроении. на предприятиях строительной индустрии и в других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение качества изделий за счет снижения пористости поверхности и увеличение кратности использования состава.

Состав для борирования стальных изделий, содержащий карбид бора, фтористый натрий и железную окалину, дополнительно содержит графит и карбонат кальция (СаСОэ) при следующем соотношении компонентов, мас. :

Карбид бора 40-50

Фтористый натрий 3-7

Железная окалина 30-50

Графит 2 — 5

„, Ы„„1627587 А1 (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть применено для повышения износостойкости поверхностных слоев сплавов на основе железа в машиностроении, станкостроении и других отраслях промышленности. Цель — повышение качества изделий за счет снижения пористости и увеличения кратности использования состава. Состав для борирования стальных изделий содержит следующие компоненты, мас. .карбид бора 40 — 50; фтористый натрий 3 — 7; железная окалина 30 — 50; графит 2 — 5, карбонат кальция 5-10. 3 табл.

Карбонат кальция 5 — 10

Предлагаемый порошкообраэный состав для борирования в отличие от известного обладает более высоким сроком службы и исключает образование пор в упрочненном слое эа счет введенных в смесь графита и карбоната кальция, Введение графита способствует предохранению насыщающей смеси от окисления эа счет его взаимодействия с кислородом воздуха. Кроме того, его наличие в смеси повышает насыщающую способность вследствие восстановления бора иэ окиси бора.

Добавка карбоната кальция к смеси препятствует спеканию компонентов предлагаемого состава и исключает необходимость измельчения смеси перед повторным ее использованием.

При содержании графита в смеси менее

2 снижается срок службы смеси вследствие ее.преждевременного окисления и поте1627587

Таблица 1

Свойства поверхности пластин из стали 20 после борирования в смеси предлагаемого состава ри насыщающей способности после 3-кратного использования.

Введение графита в насыщающую смесь в количестве более 5% приводит к образованию мелких пор в упрочненном слое, что снижает в конечном итоге износостойкость иэделия.

Оптимальным содержанием карбоната кальция в смеси, как установлено опытным путем, является 5-10 (,, При его содержании менее 5,0 наблюдается спекаемость смеси, что требует дополнительных затрат для ее измельчения перед повторным использованием. Введение названного компонента в смесь в количестве более 10 снижает насыщающую способность и срок службы смеси.

Пример, Проводят диффузионное насыщение пластин CM 816А 04 — 283Б и CM

816А 04 — 286Б из стали 20 размером

290х155х9 и 155х132х9 мм. Составы готовят смешиванием порошкообраэных компонентов: карбида бора (ГОСТ 5744-76), фтористого натрия (ГОСТ 4463 — 76),железной окалины, графита (ГОСТ 6912 — 74) и карбоната кальция(ГОСТ 4539 — 76). Железная окалина является отходом в процессе термообработки кузнечных заготовок.

Средний состав в используемой рецептуре окалины, мас.%; Fe 78; Sl 0,15; Мп 0,40; S

0,05; P 0,02.

Пластины устанавливают в контейнер, засыпают смесью и закрывают крышкой.

Контейнер с пластинами помещают в электропечь с температурой 930 С, Продолжительность диффузионного насыщения 4 ч.

Затем контейнер выгружают на воздух и охлаждают. Далее смесь высыпают иэ контейнера, извлекают из него упрочненные пластины. устанавливают в контейнер новую партию пластин и повторяют операции, указанные выше. Таким путем смесь используют 5 — 6 раз(табл. 1). Об истощаемости смеси судят по снижению твердости поверхности и уменьшению глубины упрочненного слоя. При снижении твердости поверхности до НЧ 1000 проводят регенерацию смеси путем введения в нее 3 — 4 активатора -- фтористого натрия.

При обработке пластин иэ стали 20 в смеси предлагаемого состава наличие пор в

5 упрочненном слое не обнаружено.

В табл. 2 приведены результаты исследований свойств упрочненного слоя после борирования стали 20 о смеси, содержащей, мас. :

Карбид бора 45

10 Борный ангидрид 10

Фтористый натрий 5

Железная окалина 40

Насыщение образцов размеров 40х40х9 мм проводилось при 930 -10 С в течение 4 ч.

15 Результаты исследований показали, что смесь известного состава достаточно быстро теряет свою насыщающую способность, о чем свидетельствует резкое уменьшение твердости упрочняемой поверхности. Причем твер20 дость поверхности ниже 1000 НЧ наблюдается в случае использования известного состава уже 3 раза. В случае насыщения стали 20 в предлагаемом составе активность насыщающей смеси сохраняется на протяже25 нии 5-кратного ее использования.

Результаты обработки пластин из стали

20 в предлагаемом и известном составах приведены в табл. 3, .

Таким образом, смесь предлагаемого

30 состава может быть использована 5 — 7 раэ. а смесь известного состава — 2 раза.

Формула изобретения

Состав для борирования стальных изделий, включающий карбид бора. фтори35 стый натрий и железную окалину, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества иэделий эа счет снижения пористости поверхности и увеличения кратности использования состава, он до40 полнительно содержит графит и карбонат кальция при следующем соотношении компонентов, мас. :

Карбид бора 40-50

Фтористый натрий 3 — 7

45 Железная окалина 30-50

Графит 2 — 5

Карбонат кальция 5-10

1627587

Таблица 2

Свойства упрочненного слоя стали 20 после борирования В иэвестном составе

Свойство

Кратность использования смеси. аз

Тве дость,HVs

1684

944

1221

882

Таблица 3

Влияние составов смеси на кратность ее использования и яанество упромненного слоя на стали 23

Глубина, Твер к,рат Состав смеси

Содер канне компонентов

F Железная ова- I Графит Карбо лина

) ! !

40 Содермание ! j борного антил ! рда — IOg

45 5

40, Э

35, 3

41 ), 2

38, 2

35 5

37 3

42 3

37 б

1 !

42 . 1

) ) !

43, 3

) 3.

4.

5.

7.

8.

9.

1О

5О

1563 ) 7

16!1 5

) 1242 I 5!

0.12

О. I 0.12 (птг

I pvвупроми слое)

0.09

0.11

Выкодлвзид за пределы

1466 |

Выводящим за пределы

12.

1484 I 3 (Салаев! спев.аетI ся!! 438

1584

1574

0.08

0 13

О 12

13.

14.

15.

49

36, 3

ЭО 5

50 2

11

Лредлакаеааыть

Составитель С.И. Кучерявый

Редактор А. Маковская Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле

Ти аж 562 Подписное

Заказ 318 Тираж 56 к ытиям п и ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101