Состав для бороалитирования стальных изделий

Состав для бороалитирования стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОСТАВ ДЛЯ БОРОАЛИТИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий карбид бора и фтористый натрий, отлича1ГК4 КМ1И АТВРШ U .18 ющийся тем, что, с целью уменьшения шероховатости обрабатываемых изделий, он дополнительно содержит ферроалюминий,.алюминиевокислый кальций, и наполнитель-отходы катализаторного производства при следующем соотношении компонентов, мас.%: Карбид бора 45-60 Ферроалюминий 5-15 Алюминиевокислый кальций3-15 Фтористый натрий 4-9 Наполнитель - отходы катализаторного производства Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19). (11) цд) С 23 С 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3533592/22-02 (22)04.01.83 (46)15.02.84. Бюл. 9 б (72) E А. Рогов, В.В. Бутов, Р.Д. Понаморенко, К.К. Рахимбердиев и

В. Ff. Поля ков (53)621.785.51.06(088.8) .(56)1 . Авторское свидетельство СССР

М 388059, кл. С 23 С 9/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 765396, кл. С 23 С 9/04, 1978. (54)(57) СОСТАВ ДЛЯ БОРОАЛИТИРОВАНИЯ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий карбид бора и фтористый натрий, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения шероховатости обрабатываемых изделий, он дополнительно содержит ферроалюминий,.алюминиевокислый кальций, и наполнитель-отходы катализаторного производства при следующем соотношении компонентов, мас.В:

Карбид бора 45-60

Ферроалюминий 5-15

Алюминиевокислый кальций 3-15

Фтористый натрий 4-9

Наполнитель — отходй катализаторного производства Остальное

1073333

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано в качестве насыщающей среды для диффузионного бороалитирования стальных иэделий.

Известен состав для бороалитирования, содержащий следующие компоненты, вес.Ъ| Борный ангидрид 10-15

Алюминий порошкооб-: . разный . 15-20

Фтористый натрий 0,5-2,0

Окись алюминия Остальное )1J .

Данный состав позволяет проводить насыщение из порошков в герметичных 15 жаростойких контейнерах с использованием плавких затворов.

Недостатки данного состава - относительно низкая скорость формирования бороалитированных диффузионных 20 слоев, необходимость проведения про".. цесса насыщения иэ порошков в герметичных жаростойких контейнерах с использованием плавких затворов, при этом расходуется большое коли- . 25 чество насыщающей смеси, затрудняется термическая обработка после процесса химико-термической обработки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является состав для бороалитирования в обмазках, который представляет собой смесь борои алюминийсодержащих веществ, окислов металлов и активатора при следующем содержании компонентов,вес.Ъ:

Карбид бора 45-60

Алюминий 5-25

Фтористый натрий 3-10

Колчеданный огарок 25-45 (2J .

Данный состав позволяет проводить насыщение в окислительной среде без защитной оснастки, однако в процессе диффузионного упрочнения воэмож- 45 но сползание обмазки с вертикальных стенок изделия и их интенсивное окис. ление. Кроме того, входящий в состав алюминий способствует активному вза-. имодействию компонентов обмазки..и, 50 как следствие, оплавлению и увеличению шероховатости упрочняемой поверхности деталей

Целью изобретения является умень- 55 шение шероховатости обрабатываемых изделий.

Поставленная цель достигается тем, что состав для бороалитирования стальных изделий, содержащий карбид бора, 60 фтористый натрий, дополнительно содержит ферроалюминий, алюминиевокислый кальций и наполнитель — отходы катализаторного производства при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ: 65

45-60

5-15

Пример. Состав для бороалитирования готовят смешением порошкообраэных компонентов фракцией 0,10,2 мм в обычных условиях. Для нанесения состава на образцы из стали готовят обмазку, где связующим для порошкообраэной смеси является вода.

Компоненты для приготовления обмазки применяются в виде технического карбида бора по ГОСТ 3647-71 и 5744-74, фтористого натрия марки

"4" по ГОСТ 44-63-66, ферроалюминия порошкообразного, кальция алюминиевокислого марки "Ч" по МРТУ

6-09-496-63, отходов катализаторного производства по ОСТ 6-03-71-78, Карбид бора

Ферроалюминий

Алюминиевокислый кальций 3-15

Фтористый натрий. 4-9

Наполнитель — отходы катализаторного производства Остальное

Отходы катализаторного производства согласно ОСТ 6-03-71-78 имеют состав, мас.В: Fe0 31-38, К20 0,71,0; СаО 2-3; AS 0> 3-4; Fe>0>, Fe>0+остальное. Введение в предлайаемый состав кальция алюминиевокислого в количестве 3-15% улучшает сцепляемость обмазки с упрочняемым изделием и повышает ее прочность при высоких температурах. Увеличение количества кальция алюминиевокислого выше 15% приводит к уменьшению боро- и алюмосодержащих компонентов, что способствует подавлению процесса бороалитирования. Уменьшение его до 3% и ни же не позволяет получить надежных результатов по диффузионному насыщению в условиях окислительной печной среды. Применение ферроалюминия с одной стороны снижает активность насыщающей среды, способствует подавлению процесса алитирования и образованию эвтектических боридных слоев, а также сни-. жает способность восстановления окислов железа алюминием, с другой стороны, в процессе диффузионного насыщения количество образовавшихся атомов бора и алюминия уравновешивайтся, что, в свою очередь, приводит к более равномерному перемешиванию в газовой фазе активных атомов бора и алюминия- Последнее же обстоятельство способствует образованию упрочненной поверхности с меньшей шероховатостью.

Использование отходов катализаторного производства с размером частиц не более 0,2 мм, позволяет упростить процесс подготовки смеси для диффузионного насыщения, так как не требует предварительной операции измельчения железосодержащего компонента.

1073333 усадки об- ватость мазки,мм мкм жение насыщения, ч

Карбид Ферроалюбора миний

Алюмини- фторисевокис- тый налый каль трий ций

Отходы катализаторного производства

Предлагаемый состав

15

10-20

10-20

30

10-20

10-20

40

6-10

2,5

10-20

3, 5

30

6-10

10-20

17

5,, 22

10-20

10.-20

45

20-40

Термодиффузионное насыщение иэ предлагаемого состава проводят в об- мазках на образцах иэ стали У8А размером 10х10х30 мм.

Обмазку толщиной 4-5 мм наносят на образцы путем погружения последних в подготовленный состав. Су-.. шат в течение 10-20 мин при комнатной температуре на воздухе, затем образцы помещают в электропечь, нагретую до температуры процесса химико-термической обработки 850-1100 C и выдерживают 2-6 ч. Закалку проводят при температуре диффузионного насыщения. При закалке:обмазка теряет целостность и отделяется от поверх- 15 ности образцов. При описанных.условиях насыщения наблюдается усадка обмазки на величину p .

Результаты диффуэионйого насыщения стали УЗА после обработки из 20 составов, содержащих компоненты в различных соотношениях, представлены в таблице, Как видно из таблицы, величина усадки обмазки при температуре 900 С 25 в течение 2 ч составляет 2,4 мм, в то же время насыщение из известного состава при тех же условиях приСостав обмазки, мас.В водит к .большой величине усадки 7 ьщ

Полученные данные свидетельствуют об уменьшении величины усадки обмазки иэ предлагаемого состава по сравнению.с известным в 3,0 раза.

Величина шероховатости упрочиенной поверхности из предлагаемого со" става при указанных увловиях диффузионного насыщения составляет 620 мкм, в то же время. насыщение иэ иэвеотного состава при тех же условиях приводит к увеличению шероховатости (160-320:.мкм) . Полученные данные показывают, .что величина шероховатости упрочненйой поверх-: ности иэ предлагаемого состава по "-. сравнению с известным уменьшаетск в

16-27 раз.

Использование предлагаемого состава дпя диффузионного .бороалитирования из обмазок стальных изделий обеспечивает по сравнению с известными составаии уменьшение величины усадки обмазки на 300%, увеличение надежности процесса диффузионного насыщения в окислительной среде, возможность получения бороалитированного слоя на деталях сложной конфигурации, больших габаритов .

Продол- Величина Шерохо1073333

Продолжение таблицц.

Ферроалюминий

Карбид . бора

20-40.10

10

10-20

10-20

13

10-20

10"20

Состав по прототипу

10

5 30

80-160 (алюминий) (колчеданный огарок)160-320

Составитль Г. Бахтинова

Техред Т.Маточка

Корректор M. Шароши

4Э

Редактор М. Циткина,Заказ 279/26 Тираж 900

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

1 Состав обмаэки, мас. В

Алюминиевокислый каль ций торис- Отходы ка»

ый на- тализаторрий ного прои з водства

Продолжение насыщения, ч

Величина усадки обмазки, мм Шероховатость, мкм