Способ борирования стальных деталей

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВМ

Союз Соватскми

Соцмалмстнческии

Реслублмн (и 663755

Г""- =- =

;1 (". ((т

"р

6и (, г (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 02,03.77 (21) 2459073/22 — 02 (51) М. Кл.

С 23 С 9/04 с присоединением заявки №

Гювудврстввииый ивыитвт

СССР

flo делам иэабрвтвиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.05.79. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 28.05,79 (53) УДК 621.785. .51539 (088.8) A.Д. Шкатуло, Н.А. Витязь, В.И. Коцур и Л.Г. Ворошнин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного борирования металлов и сплавов из порошковых смесей.

Известен способ борирования в порошкообразных смесях на установках с защитными восстановительными атмосферами: водородной и в смеси водорода с хлористым водородом.

Борирование в атмосфере Н,+НС1 ускоряет процесс насыщения (глубина слоя 180 мкм).

Однако получаемые при этом боридные покрытия имеют низкое качество, неплотны, неравномерны по толщине и плохо связаны с основным металлом, Н

Переход от атмосферы Н,+НС1 к Н2 несколько улучшает качество покрытий (покрытия также получаются пористыми, но достаточно прочно связаны с основным металлом), однако резко (в 3 раза) снижается скорость процесса (глубина слоя лишь 90 мкм).

Цель изобретения — разработка технологического, не трудоемкого, производительного способа борирования в порошковой смеси, позволяюшего интенсифицировать процесс насыщения.

Это достигается тем, что насыщение проводят в защищенной атмосфере продуктов пироЛиза предельных и непредельных углеводородов из порошков карбида бора и утлекислых солей щелочных и щелочно-земельных металлов при следующем соотношении порошкообразных компонентов, вес.%:

Углекислый кальций, 0,5 — 1,0

Углекислый натрий 1,0-2,5

Карбид бора Остальное „

Процесс насыщения проводят в открытых контейнерах в атмосфере продуктов Крекинга (пиролиза) жидких и газообразных предельных и непредельных углеводородов при температурах 850 — 1050 С в течение 2 — 8 ч.

Желаемый эффект достигается лишь в случае сочетания рекомендованных активаторов защитной атмосферы и предлагаемых технологических параметров.

Пример. Компоненты смеси просушивают при температуре 150 — 200 С в течение 1,52,0 ч и смешивают в нужной пропорции. Дега663 i55

Состав насыщающей среды, мас,%

Глубина бор идно.

r0 слоя, мкм

Микро- Глубина подтвердость, слоя (перехбдкгс/мм ной зоны), мм

1% йаз СОз+0,5%СаСОз+98,5% В4С

2% Na СОз+0,5%СаСОз.197,5% В„С

930 3,5

150

0,7

1,15

180

930

1690

3,5

2,5% йаз СОз+0,5%СаСОз+97% В4С

930

160 1560

170-175 1820

3,5

1,5% Маз СОз+1%саСОз+97,5% В4С

3,5

930

0,8

2,0 o йаз СОз+1%СаСОз+97% В4С

180

3,5

930

1560

0,9

2,5% йаз СОз+1%СаСОз+96,5 В4С

170

930

1,0

1690

3,5

П р и м е ч а н и е: Защитная среда — продукты разложения керосина (печь Ц60, подача 12 — 15 кал/мин), Формула изобретения

Составитель Л. Бурлинова

Техред Л.Алферова Корректор В. Синицкая

Редактор Л. Лешкова

Тираж 1129 Подписное

ЦНИИП И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2928/23

Филиал ППП "Патент», г.. Ужгород ул. Проектная, 4 ли иэ стали 40Х упаковь нают в контейнере в обы пнзм порядке (как при борировании в контейнерах с плавкими затворами или твердой цементации), Контейнер сверху закрывают листом асбеста. Подготовленный контейнер загружают в шахтную или проходную печь с защитной атмосферой (например с продукт мн пзролиэа керосина), разогретую до температуры процесса 930 С в течение 3,5».

После выдержки контейнеры .выгружают нэ печи и охлаждают на воздухе. Распаковывают

Таким образом, предлагаемый способ борирования позволит в 1,5 раза повысить скорость формирования боридного слоя по сравнению с борированием в атмосфере водорода и существенно снизить его трудоемкость.

Процесс проводят с использованием широко 4О распространенного стандартного термического оборудования, он доступен любому заводу, имеющему термический цех или участок.

Способ борирования стальных деталей, вклю. чающий насыщение в защитной атмосфере из контейнер в обычном порядке. (месь в процессе насыщения не спекается. Процесс может быть легко механизирован. Регенерация смеси осуществляется после 2 — 3-кратного испольэова. ния путем добавления 1,0 o Маз СОз10,5 СаСОз.

Образующийся при этом боридный слой состоит преимущественно из борида Раз В, не имеет каких-либо дефектов и прочно связан с основным металлом.

Влияние условий насыщения на глубину борированного слоя стали 40Х приведено в таблице. порошкообразной смеси, о т л и ч а ю щ и й-с я тем, что, с целью интенсификации процесса, насыщение проводят в защитной атмосфере продуктов пиролиэа предельных и непредельных углеводородов из порошков карбида бора и утлекислых солей щелочных и щелочно-земельных металлов при следующем соотношении порошкообразных компонентов, вес.%:

Углекислый кальций 0,5-1,0

Углекислый натрий 1,0-2,5

Карбид бора Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Горбунов Н,С. Диффузионные покрытия из железа и стали. М., АН СССР, 1958.