Способ упрочнения изделий из стали и чугуна

Способ упрочнения изделий из стали и чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТАЛИ И ЧУГУНА путем борирования с последующим супьфицированием, . отпичающийс я тем, что, с цепью тювышенвя рабочего ресурса обрабатываемых взцепий за счет попучения череоующшсся локальных борицных и сульфидных слоев, перед борированием на поверхность изделий наносят регулярный макрорельеф, борврованне проводят на глубину меньшую, чем высота макрорельефе , после этого проводят шлифование на глубину выступов макрорельефа, а сульфидирование проводят в составах, нейтральных к боридному спою.

СО1О3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Вар С 23 С 9/04, l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3379511/22-02 (22) 07.01.82 (46) 30.11.83. Бюн. № 44 (72) Г.В.Земсков, Л. К. Гушин, В.A. Витченко, Н. Ю. Кпатаевский, И. П. Сазонов, A. С. Потопов и С.Л.Евтнфеев I (53) 621.785.539 (088.8) (56) 1. Авторское свидетепьство СССР

¹ 1006534, кп. С 23 С 9/04, 1981. (54)(57) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТАЛИ И ЧУГУНА путем борирова ния с поспедуюппй4 супьфидированием, отпичающийс я тем,что,с цепью повышения рабочего ресурса обрабатываемых нздепий за счет попучення чередующихся покапьных боридных и суп фидных слоев, перед борированием на поверхность издепий наносят регупярный макрорепьеф, борирование проводят на гпубину меньшую, чем высота макрорепьефа, посне етого проводят шнифование на гпубину выступов макрорепьефа, а сульфиднрованне проводят в составах, нейтрапьных к боридному спою.

Борирэвание иэцелия проиэвоцится пюбыми известными методами. В результате борирования попучаем циффузионное цс крытие, повторяющее геометрию поверхности.

Поспе уцапения выступюв на их местах образуются участки материапа без борицов. По этим участкам и происходит циффузия- серы. Выступы и впадины поэвопяют попучить композиционное боросупьфицированное покрытие и на. тех стапях, чугунах и цругих материалах, гце возможно попучение борированных покрытий, не имеющих игопьчатое строение. Кроме того, на этой стации процесса боросупьфицировайия попучают точные геометричеокие характеристики изцепия.

Поспецнюю стадию процесса (супьфицирование) проводят пюбым известным мето цом.

В резупьтате попучают боросупьфицированное покрытие, обпацаюшее высокими износостойкими антифрикционнымИ и противозацирными свойствами, высоким качеством поверхности и стабильными точностными характеристиками изцепия, Пример. На поршневой папец хопоципьного компрессора ПГ7 (материап папьца стапь 45) наносят ряц черецующихся выступов и внацин резном. Поспе этого поршневой палец помешают в насышаюшую борируюшую смесь спецуюшего состава, вес. ;

Карбид бора 84

Бура 16

Процесс борирования осуществпяют в герметичном контейнере (контейнер гер- метиэирован натрийсипикатным стекпом) при нагреве в печи в режиме 950 С2 ч.

Поспе охпажцения контейнера иэвнека ют цетапи прокипячивают их в воде (цпя удаления напипшей смеси), просушивают.

Поспе этого шпифованием уцапяют выступы. Бпифование проиэвоцят на кругйошпифовапьном станке моц. ЗБ153У кругом

a025100CX,К8.

Супьфицирование проиэвоцят в ванне состава, вес,ч.: KCf 45, NO GOy 55, gg>5<9 . В, N@CNS 2. Время обработки 1 ч 570ОС.

В результате попучают супьфицированный спой на гпубмну 155 мкм с содержанием серы 22 - 45 в поверхностном слое 28 мкм и цапьнейшим ппавным пацением содержания серы цо уровня нормапьного ее содержания в стапи 45 на гпубине 155 мкм и гпубже. Сера в супь1 10В787й 1

Изобретение относится к метаппургии, а именно к циффузионному насышению метаппов и сппавов, и может быть испопьзовано цля повышения нацежности и долговечности цетапей машин, например поршней гицравпических машин, копенчатых вапов компрессоров, поршневых паш цев и т.ц.

Наибопее бпизким к прецпагаемому цо техничеокой сущности и цостигаемому О эффекту явпяется способ,боросупьфицирования изцепий из стапи и ч.угуна, согпасно которому получают борированное покрытие, которое затем обрабатывается в супьфицируюшем расппаве, обпацаюшем травяшими свойствами jlj, Полученное по этому методу боросупьфицированное покрытие обпацает мапой топшиной (0;3 - 0,5 общей топшины борицного споя). Кроме того, из-за непостоянства состава супьфицируюшего расппава во времени, связанного с истощением и загрязнением рабочей ванны, ватруцнено поццержание постоянной скорости стравпивания и в ходе rrpoaecca суль- 25 фицирования требуется постоянная корректировка как состава расппава, так и времени выдержки в нем. Это затрудняет стабильное попучение изцэпий с высокими точностными характеристиками. ЗО

Бель изобретения - повышение рабо» чего ресурса обрабатываемых изцеций за счет попучения чередующихся покалт ных борицных и супьфицных слоев.

Поставленная цепь цостигается тем, что согпасно способу упрочнения изце35 пий иэ стали и чугуна путем борирования с поспецуюшим супьфицированием, перед борированием на поверхность иэцепий наносят регупярный макрорепьеф, бори40 рование проводят на глубину меньшую, чем высота выступов макрорельефа, поспе этого проводят шпифование на гпубину выступов макрорепьефа, а супьфицироваI"èå проводят в составах, нейтрапьных к борианому i спою.

Прецпагаемый способ боросупьфицирования закцючается в спецующем.

На цетапь наносят регупярный репьеф на гпубину 0,2 мм. Поспе этого цетапь борируют на гпубину 120 - 150 мкм.

Затем сошпифовывают выступы цо уровня впадин. На местах выступов попучают эоны материапа основы (стапь ипи чугун). а на местах впадин » «борированные участки с толщиной борицного споя 120150 мкм. На. поспецнем этапе обработки цетапь супьфщируют s расппаве, нейтрапьном по отношению,к борицным фазам.

1087573.Таблица 1

Травление 91 125 161 196 07 10 19 23

0,008

Меха ничес . йая обработка

89 126 167 201 08 09 1 7, 21

0,008 фидном покрытии содержится в виде супьфида железа Fe5 с микротвердостью

Н 3900 Мпа, Супьфидирование производят в расппаве состава, вес.ч.: L1CP 47 k2904

25,5, КС6 27,5, Ко 2 О 6, ЯРСМЕ

2. В етом расплаве суньфидируют чугун

Ñ418-36..Время обработки 1 ч при

400 С. Получают сульфидное покрытие с содержанием cepbl в поверхностном спое1 топшиной 30 мкм f6 - 22% и плавным снижением и выходом на нормальное содержание серы на глубине 200 мкм.

В результате сульфидирования инструментальной стали Х12, совмешенного с 15 низким отпуском етой стали при темпе-.; ратуре 200 С в течение 1 ч в расплаве состава, вес.ч.: ХСЙ6 69, Н0> 620g

22, К Н СИЬ 9, получают супьфидное покрытие на глубину 8 мкм. Содержание 20 серы у поверхности 6 - 8% и плавно снижается до исходного содержания серы в стали Х12 на глубине 8 мкм.

Боридное покрытие при суньфиднровании в этих расййавах остается нетрону- 25 тым и препятствует проникновению серы в участки стали и чугуна, зашишенные этим покрытием.

И реэуньтате получают чередование. боридиых и супьфидных слоев, т.е. компо- Зц зидионное боросупьфидирова нное покрытие; Полученное Йокрытие обладает повышенными «арактеристйками " износостойкостью и противозадиростойкостью, 4 что выявлено при испытаниях на спепиальном испытательном стенде.

Исследования позволили установить, что после борирования опучают,диффузионный борированный спой, имеющий, например, на стали 45 иглообраэный характер; с поверхности иглы высокобористой фазы FeB с микротвердостью Н о до 20000 МПа, затем фазы Ге В с микротвердостью Н о до 18000 МПа.

Иглы с поверхности расположены сплошным фронтом, делающим невозможным сульфицирование в известных насыщающих средах (жидких, твердых ипи газооб- . .разных). На стали 45 получают диффуэи онный боридный спой толщиной 115 мкм, После шлифования получают в местах впадин боридный слой толщиной 100 мкм, а в местах выступов 10 — 20 мкм. Причем в местах выступов располагаются фактически копны боридных игп,",а между ними свободная стань. При супьфидироваиии сера диффундирует именно в этих зонах.

Условия испытаний следующие: око рость скольжения 2,5 м/с, смазка граничная маслом AC-8, база испытаний 15,7 .м10 м.

Результаты испытаний на машине (трения СМЦ-2 приведены в табл. 1.

Срок службы покрытия до полного износа (ускоренные испытания) приведен в табл. 2.

Таким образом, срок службы обрабатываемых изделий увеличивается в 3 раза.

1057573

Табпипа .2 работы до попного ания, ч

Боросупьфидирование с регупярным репьефом .

1. 50

Боросупьфидирование травяшее

Цементапия

Заказ 9528/33 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

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

Фипиап ППП "Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4

Составитепь Л. Бурпинова

Редактор Ю. Ковач Техред Л.Пипипенко Корректор Г. Огар