Состав для борирования стальных деталей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 711165 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 240578 (21) 2619673/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 250180 Бюллетень Йо 3

Дата опубликования описания 28.01.80 (51)М. Кл.2

С 23 С 9/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621.785 . 51. 06 (088. 8) (72) Авторы изобретения

М.В. Ситкевич и Е.И. Бельский (71) ЗаяВИтЕЛЬ Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54 ) СОСТАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЪНЫХ ДЕТАЛЕИ

Изобретение относится к химико,термической обработке и. может быть применено в качестве среды для диффузионного насыщения стальных иэделий с целью повышения износостойКости поверхностных слоев.

Известен состав для борирования, содержащий следующие компоненты, вес. Ъ:

Карбид бора 58,0-64,0

Бура 10,0-13,0

Хлористый аммоний 0,9-1,5

Хлористый натрий. 1,1-1,15

Железный порошок Остальное (1).

Известен также состав для бориро- 15 вания, содержащий, вec.Ъ:

Карбид бора 45-60

Борный ангидрид 2-10

Ф тористый натрий 5-10

Железная окалина 25-40 (2) ., 20

Известные составы позволяют проводить борирование в обмазках в окислительной среде без защитной оснастки, однако не позволяют получить максимальный уровень микротвердости и износостойкости поверхностных слоев стальных образцов после диффузионного насыщения и имеют недостаточно высокую скорость формирования боридных слоев. кроме того, входящие 30 в состав железная окалина (отход кузнечного производства) и борный ангидрид требуют предварительного иэ— мельчения в вибро- или шаровых мельницах до размера фракции 0,1-0,2 мм, что снижает -.åõíîëîãè÷íîñòü смеси и приводит к ее удорожанию.

Пель изобретения — увеличение микротвердости и износ остойк ости диффузионного слоя и повышение технологичности подготовки смеси для диффузионного насыщения.

Указанная цель достигается тем, что в состав, содержащий карбид бора и фтористый натрий, дополнительно вводят колчеданный огарок при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Карбид бора 50-60

Фтористый натрий 5-10

Огарок колчеданный 30-45.

Смесь указанных компонентов наносится в качестве обмаэки на упрочняемые поверхности, и в дальнейшем процесс химико-термической обработки можно совмещать с процессом нагрева под термическую обработку. Св яэующим для образки служит гидролизованный этилсиликат.

Предлагаемый состав позволяет проводить процесс термодиффузионного на71 1165

Результаты диффузионного насыщения образцов сталей 45 и 5ХНМ представлены в табл. 1.

Таблица 1 ри окм

Состав об а т

5ХНМ

180

45

153

234

216

189

162

225

234

189

60 10

171

225

243

Примечание

Для насыщающей смеси применялись технический карбид бора ГОСТ 3647-71 и 5744-74, натрий фтористый марки Ц ГОСТ 4463-66, огарок ТУ 6-08-232-72.

При насыщении иэ известного соста- Разцов, . диффузионно упрочненных иэ ва (В4С 60Ъ; железная окалина ЗОЪ; предлагаемого состава, в 1,5-1,6 раВ20> 5%; NaF 5%) при температуре за выше, чем борированных иэ известно

900 С эа 4 ч на стали 5ХНМ формирует- 45 ro (табл. 2) . Материалом контртела ся боридный слой толщиной 160 мкм. при испытаниях на износ служит норИзносные испытания, проведенные.: мализованная сталь 25ХГТ. Микротверпри скорости скольжения 0,42 м/сек, дость диффузионных слоев, полученных давлении 150 кг/см, обеспечивающих

2 при насыщении из предлагаемого состатемпературу в зоне трения 550 С, 5р ва, составляет 2000-2100 кг/мм, а о 2. показывают, что износостойкость об- иэ известного — 1700-1800 кг/мм

Таблица 2

Ворирование из состава, вес.%

60 B4C + 5В О + 5NaF + 30 железная окалйна (прототип)

Закалка с температуры 860 С, отпуск — 500 С

51

710.

425 сыщения в обычной печной окислительной среде без защитной оснастки при длительных высокотемпературных выдержках (1-20 ч при 900-1100 С).

Входящий в предложенный состав колчеданный огарок (ТУ 6-08-232-72) поставляется с размером фракции менее 0,1 мм, что исключает его предварительный размол перед смешиванием. Состав огарка, вес.Ъ: окись железа 70-75; окись алюминия 5-8; двуокись кремния 10-13.

Диффузионный слой состоит из фаз

FeB и Fe2B, в которых согласно данным спектрального анализа содержится алюминий и кремний, что приводит к. увеличению микротвердости и износостойкости диффузионного слоя.

Пример . Проводят термодиффуэионное насыщение из предлагаемого состава в обмазках на образцах сталей

5ХНМ и 45 размерами 10х10х10 мм. Обмаэку готовят. смешиванием порошкообразных компонентов (размер фракции

0,1-0,2 мм) с гидролиэованным этилсиликатом. Обмазку толщиной 4-5 мм наносят на образцы окунанием. После сушки в течение 10-20 мин при комнатной температуре на, воздухе образцы поМещают в электропечь, нагретую до температуры процесса химико.-термической обработки, и выдерживают 4-8 ч ° Закалку проводят с температуры диффу эинного насыщения,; при этом обмазка отделяется с поверхности образцов.

71 11 65

Продолжение табл.2 сыщение и э состава, в ес . Ъ:

50 B4C + 5 NaF+ 45 огарок

Термодиффузионное насыщение из состава, вес.Ъ:

55 В, С + 8 NaF+ 37 огарок

Термодиффуэионное насыщение из состава, в ec .%:

60 B+C + 10 NaF + 30 огарок

35

32.

34

Формула изобретения

Составитель Л. Бурлинова

Редактор A. Кравченко Техред М. Петко Корректор Г. Решетник

Заказ 8602/19

Тираж 1074 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР

По делам иsoáðåòåíèé-и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Использование предлагаемого.состава для термодиффузионного насыщения 20 стальных иэделий обеспечивает увеличение микротвердости и иэносостойкости диффузионного слоя, повышение технологичности и удешевление смеси, совмещение диффузионного упрочнения 25 .крупногабаритных изделий с их нагревом под закалку.

1. Состав для борирования стальных деталей, содержащий карбид бора и фтористыйнатрий, отличающий с я тем, что, с целью увеличения микротвердости и износостойкости диффузионного слоя, он, дополнительно со35 держит- колчеданный огарок при следующем соотношении компонентов, вес, В:

Карбид бора 50-60

Фтористый натрий 5-10

Колчеданный огарок 30-45 .

2. Состав по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что колчеданный огарок содержит следующие компоненты, вес.Ъ:

Окись алюминия 5-8 .

Двуокись кремния 10-13

Окись железа Остальное

Истсчники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.

Р 524858, кл. С 23 С 9/04, 1975.

2. Aaторское свидетельство СССР

Р 560002, кл. С 23 С 9/04, 1977.