Расплав для электролизного борирования стальных изделий

 

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для повышения стойкости технологической оснастки и деталей оборудования. Целью изобретения является повышение насыщающей способности расплава. Готовят борирующую смесь состава, мас.%: бура 40-50, силикомарганец 5-25, окись цинка 5-20, фтористый натрий 10-30. Предложенный состав для электролизного борирования обладает высокой насыщающей способностью . 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 23 С 8/70

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4828241/02 (22) 26.02.90 (46) 15.06.92. Бюл. N -22 (71) Ташкентский политехнический институт (72) В,А.Рогов и А,LLI.Øàêàìoëîa (53) 621.785.51.06 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N1548264,,кл. С 23 С 8/70, 1988, (54) РАСПЛАВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО

БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и моИзобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для повышения стойкости технологической оснастки и деталей оборудования.

Наиболее близким к изобретению является расплав для борирования, содержащий следующее соотношение компонентов, мас.%;

Бура 40-60

Силикомарганец 5 — 15

Литий борнокислый 10 — 30Фтористый натрий 5 — 20

Данный расплав при злектролизном борировании стали У8А при 900 С в течение 2 ч позволяет получить толщину диффузионного слоя 190 мкм, Однако насыщающая способность данного расплава с течением времени ухудшается вследствие малого количества боросодержащих компонентов, что приводит к быстрому истощению данного расплава.. Ы 1740493 А 1 жет быть использовано для повышения стойкости технологической оснастки. и деталей оборудования, Целью изобретения является повышение насыщающей способности расплава, Готовят борирующую смесь состава, мас. : бура 40 — 50, силикомарганец 5 — 25, окись цинка 5 — 20, фтористый натрий 10 — 30. Предложенный состав для злектролизного борирования обладает высокой насыщающей способностью. 1 табл.

Целью изобретения является увеличение насыщающей способности расплава.

Поставленная цель достигается тем, что расплав для электролизного борирование стальных изделий, содержащий буру, фтаристый натрий, дополнительно содержит окись цинка и силикомарганец при следующем соотношении компонентов, мас. /,:

Бура 40 — 50

Силикомарганец 5-25

Окись цинка 5 — 20

Фтористый натрий 10 — 30

У данного расплава повышается насыщающая способность расплава за счет увеличения его жидкотекучести: окись цинка и фтористый натрий повышают жидкотекучесть. Последнее свойство позволяет также получить более равномерное покрытие по толщине слоя. Кроме того, предлагаемое соотношение компонентов Ма2В407 и ZnO в расплаве изменяет строение расплавленной смеси — за счет ионизации расплава уменьшается концентрация громоздких ка1740493 тионных и анионных группировок, что снижает температуру плавления среды и, как следствие, понижает температуру начала диффузионного насыщения с 950 до 800 С, Введение в предлагаемый расплав силикомарганца в количестве 5 — 25 увеличивает активность расплава. Увеличение количества силикомарганца свыше 25 приводит к образованию осадка — шлама — загрязняющего расплав, уменьшающего жидкотекучесть, насыщающую способность, микротвердость покрытия. Уменьшение его ниже 5 не дает ощутимых результатов в интенсификации процесса.

Использование окиси цинка в количестве 5 — 20 способствует понижению температуры диффузионного насыщения с одновременным повышением жидкотекучести расплава. Увеличение количества окиси цинка свыше 20 снижает активность ванны и способствует образованию боридов.

Уменьшение его ниже 5 не изменяет интенсивность насыщения и структуру диффузионного слоя.

Благодаря введению фтористого натрия в количестве 10 — 30 изменяется жидкотекучесть расплавленной среды, уменьшаются катионные и анионные группировки, что уменьшает вязкость и увеличивает электрическую проводимость расплава. Введение в жидкостной расплав фтористого натрия менее 10 нецелесообразно, так как строение расплавленной среды не изменяется. Увеличение количества фтористого натрия свыше 30 снижает активность насыщающей среды.

Пример. Расплав для электролизного борирования стальных изделий готовят следующим образом. Компоненты состава — буру и окись цинка — прокаливают при 400 С в течение 2 ч для удаления кристаллизационной влаги. Взвешивают порошкообразные компоненты состава в соответствии указанных в таблице пределов, В жаростойкий контейнер, нагретый до рабочей температуры 900 С, порциями засыпают буру.

После ее расплавления вводят последовательно фтористый натрий, силикомарганец и окись цинка в соотношениях, указанных в составах 1 — 7. При этой температуре упрочняемые образцы из стали У8А размером 10 х 10 х 30 мм погружают в расплав. Для активизации расплава через него пропускают постоянный ток в течение всего периода диффузионного насыщения: (плотность тока на катоде образует 0,15—

0.222А/см, напряжение 6 — 24 В) процесс диффузионного насыщения в течение 1 — 4 ч.

После окончания процесса диффузионного насыщения проводят процесс деборирования в течение 5 — 7 мин, меняют полярность

5 катода и анода, пропуская обратный ток, что позволяет сократить время отмывки борируемых деталей.

Закалку проводят с температуры диффузионного насыщения в масло.

10 Компоненты при приготовлении состава применяются в виде порошкообразных материалов фракцией менее 0,2 мм; бура техническая йа В40т — ГОСТ 8429-57; окись цинка ZnO — ГОСТ 10262 — 73; фтористый

15 натрий марки "Ч" — ГОСТ 4463 — 66; порошкообразный силикомарганец.

Результаты диффузионного насыщения стали после обработки из расплавов, содержащих компоненты в различных соотноше20 ниях, представлены в таблице.

Как видно из таблицы, толщина образованного слоя на стали У8А при 900 С в течение 2 ч составляет 180 — 220 мкм, в то же время насыщение из известного состава

25 при тех же условиях позволяет получить лишь 110 мкм.

Полученные данные свидетельствуют о повышении насыщающей способности расплава из предлагаемого состава по сравне30 нию с известным в1,6-2,0 раза.

Использование предлагаемого расплава для электролизного борирования стальных изделий обеспечивает по сравнению с известными увеличение насыщающей спо35 собности расплава на 60 — 100, увеличение микротвердости покрытия, получение равномерного диффузионного слоя на деталях сложной конфигурации, снижение пористости покрытия, уменьшение времени отмыв40 ки борируемых деталей в 2 — 3 раза, обеспечивает возможность многократного

его использования.

Формула изобретения

Расплав для электролизного борирования стальных изделий, содержащий буру, силикомарганец и фтористый натрий, отличающийся тем, что, с целью

50 увеличения насыщающей способности, расплав дополнительно содержит окись цинка при следующем соотношении компонентов, мас. ; бура,40-50

55 Силикомарганец 5 — 25

Окись цинка 5 — 20

Фтористый натрий 10-30

1740493

Составитель И.Дашкова

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор Н.Швыдкая

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

Заказ 2054 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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