Состав для борирования стальных изделий

Состав для борирования стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОСТАВ ДЛЯ ВОРИРОВАНИЯ СТАЛЬ-. НЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий криолит, фтористый натрий, фтористый барий и карбид бора, отличающийс k тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости обрабатываемых изделий, он дополнительно содержит о ванадий при следующем соотношении ин:градиентов , мас.%: Криолит19,0-20,0 Фтористый натрий0,5-1,0 Фтористый 8,5-12,0 барий 1,5-6,0 Ванадий. Остальное Карбид бора

СОЮЭ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 С 23 С 9 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AB ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ

Т. . ИИ Ж .А

СЫИИОТЕм.А

8, 5-12,0

1,5-6,0

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

:(21) 3535164/22-02 (22) 10.01.83 (46) 07.04.84. Бюл.9 13 (72) В.P.Неволин, С.К.Просвирова и С.С.3аневский (71) Пермский государственный научно-исследовательский и проектный ин-, ститут нефтяной промышленности (53) 621.785.51,06(088..8)

{56) 1. Авторское свидетельство СССР

Е 876781, кл. С 23 С 9/04, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 1002402, кл. С 23 С 9/04, 1981.

1 (19) (И) (54)(57) СОСТАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬHbIX ИЗДЕЛИЙ, содержащий криолит, фтористый натрий, фтористый барий и карбид бора, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости обрабатываемых изделий, он дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении ин.

:гредиентов, мас.%:

Криолит 19,0-20,0

Фтористый натрий 0,5-1,0

Фтористый барий

Ванадий

Карбид бора

1084337

19,0-22,5

Изобретение относится к металл УР Дель изобретения — повышение коргкк, а именно к химико-термической розионной стойкости обрабатываемых обработке металлов, в частности к составам для диффузионного борирова- Поставленная ель нкя, и может быть ис ая цель достигается тем

ы ь использовано в ма- что состав для борирова и шкностроктельной и ме ния стальных и металлургической 5 деталей, содержащий криолит ф промышленности. иолит, торисИ. 1знестен состав Г1 3 ля бо и тый натрий, фторкстый барий к карбид (3 д орирова- . бора, дополнительно содержит нан ий ккн сальных изделий, соде ж ий а ади р ащи при следующих соотношениях ингредиен технический карбид бора и порошок тов, мас.% нанадкя при следующем соотношении О КриолИт 19

Фтор с и ,0-20,0 тористый натрий 0,5-1,0

Порошок

Фторис ый т барий 8,5-12,0

2-4 Ванадий 1,5-6,0

Указанный состав применяется для, Карбид бора О стальное боркрованкя н порошках. Борирование Благодаря т ому, что в состав дон известном составе проводят при полнительно введен ванадий из б из ори0 е ч, при этом Рующей обмазки при температуре бо ина стальном изделии формируется диф- рования наряду с атомами бора в фу= èoHíûé слой, обладающий механиче- сталь дифф н и т у дируют атомы ванадия, не костью. ской твердостью к коррозионной стой- снижая при этом насыщ и а ающе способности состава.

-;едостатком указанного состава ВвеДение порошкообразного н о борирование в по- в состав борирующей обмазки повышает оккость как самой дерошка:< возможно только с применени- 25 коррозионную ст ем за,-нитной оснастки. Кроме того, тали, так и боридного слоя. А это, боокронанке н порошках не позволяет в свою очередь, снижает воэможность насьон;ать детали крупных габаритов и коррозии находящихся в контакте с орированных проноцкть термическую обработку де-: этой деталью других небо и бо 3; )ов-". тали непосредственно с температуры ЗО деталей и элементов издел ия в npuopíðoâàrrHÿ. Недостатком известного сутствии агрессивной среды. Такое ссстан=- является также то, что де- явление можно объяснить повышением тали, боркронанные н этом составе, электрохимической однородности пок ы> oh ---=..".T коррозию контактирующих с тия, и следовательно, его коррозионккмк = a.ãpåocèÿrroé среде неборирован 35 ной стойкости, а также сближением кь-х:.еталей. значений электрохимических потенциНа.-;более близким к предложенному алов баридного покрытия и основного по технической сущности и достигае- металла в электролите (агре бо к он

:Ь эф екту является состав j23 для сРеде), в результате чего умен меньшаетр ронанкя стальных деталей, содер- АО ся ток коррозии между покрытыми и нежащкй кркалит, фтористый натрий, . покрытыми участками (деталяья), котоФторк"тый барий и карбид бора при Рый и определяет коррозионные потери металла, т.е. стойкость детали. тон,. ка:.Я.. П Р и м е р . Для получения соК,..;„ кт става используют следующие вещестна карбид бора, Ту 2-.036-705-77, поронатрий 1,0-2,0 шок черного цвета; фтористый натрий, ГОСТ 4463-66, порошок белого цвета;

8,5-12, 0 фтористый барий, ГОСТ 7168-75, белый порошок; криолит ГОСТ 10561-73

Остальное 50 лый порошок; ванадий, Ту 48-05-33-71,, беУказанный состав позволяет бори- темно-сеРый порошок. ровать изделия методом обмазки и обладает высокой насыщающей способнос-.

Борирование составом производят тью, мекьШ е-. возможность появления в лабораторных условиях на образцах

1 сплав нкй „ „*"ïoâåðõíoñòè деталей. 55 из стали маРки 40Х

Для этого сначала каждое вещество просеивают через сито с ячейками мм. атем эти вещества нэвешиОднако недостатком указанного со- 0 25 мм стана является то, что борированная вают на технических весах и все вен нем деталь падве жена ко г р коррозионно щества перемешивают в нужных соотному Разрушению в агрессивной среде. 6О шениях для получени

Появление т .е ин а а и ях для получения исследуемого со. борк ного пок ыти р. щин, царапин и износа става. Потом отдельно гота р д р ия приводит к еще ющий раствор, представляющий собой вят связуболее интенсивному процессу корро- 25%-ный раст — ы раствор клея БФ-ч в ацетоне. зки как металла детали, так к изде- Непосредственн п о перед нанесением лкя в целом. 65 состава на поверхность стали этот

1084337 состав сме ивают со связующим раст.

Вором до кбнсистенции густой смета ны. Образцы применяют в виде цилнндров диаметром 30 мм и высотой 5 мм.

Образцы склеивают попарно плоскими поверхностями, а на остальную их поверхность с помощью шпателя наносят пасту толщиной 4-5 мм. Затем производят сушку обмазки, для чего обмазанные образцы стали выдерживают в сушильном шкафу в течение 30 мин при +80 С.

Обмазанные и высушенные образцы укладывают на жаростойкую подставку и помещают в муфельную печь, нагретую до борирования 930 С и выдерживают в ней 4 ч, после чего их достают и охлаждают на воздухе. Отмывку обмазки произвоДят В КИПящей ВОДЕ В течение 40-60 мин до полного отставания обмазки от поверхности образца.(указанный состав позволяет производить диффузионное насыщение в интервале температур от 880 до

950 С).

Затем непокрытые поверхности образцов шлифуют °

Коррозионную стойкость образцов проверяют в 3оо-ном растворе хлорида натрия, приготовленном на дистиллированной,воде, и выражают скоростью коррозии в г/м2.ч.

Глубину диффузионного боридного .слоя определяют на металлографическом микроскопе Neo@hot-21 с помощью шлифов, изготовленных из образцов свидетелей.

Наличие оплавления поверхности образцов проверяют визуально.

Для сравнения проводят испытания известного для борирования деталей и прототипа состава в идентичных условиях.

Данные о содержании ингредиентов в предложенном и известных составах

I скорости коррозии и глубина боридного слоя приведены в табл,1, Предельные и оптимальные значения ингредиентов предложенного состава для борированных деталей, выявленные на основании испытаний, приведены в табл.2.

Указанные выше значение ингредиентов являются граничными, так как значения в меньшую и большую стороны не позволяют достичь поставленной цели, а именно: состав, содержащий

18,0% криолита, 0,5% фтористого натрия, 8,5% фтористого бария, 1,0% Ва. надин и остальное — карбид бора (см.табл.1 опыт 1), усиливает коррозию как диффузионного слоя, так и образца стали до 0,1 32 г/м .ч, при этом насыщающая способность также

1О падает до 172 мкм. Состав содержащий 20,0% криолита, 1,0% фтористого

Ф натрия, 12,0% фтористого бария,. 8,0% ванадия и остальное — карбид бора (см.таблицу.1, опыт 20) вызывает оплавление на поверхности образца

/ т.е. борировние будет не качественным и увеличивает скорость коррозии до 0,145 г/м ч.

Корроэионная стойкость образцов и боридного диффузионного слоя известных составов в аналогичных условиях незначительна (см.табл.1, опыты 22 и 23).

Технико-экономические преимущества нового состава для борирования стальных деталей по сравнению с базовым объектом следующие: увеличилась коррозионная стойкость не только боридного диффузионного слоя, но и самой детали в 1,5-2 раза по сравЗО нению: базовым объектом при сохраненйи высокой насыщающей способности состава; детали„ борированные предлагаемым составом, при работе в контакте с неборированными деталями в агрессивной среде снижают коррозион35 ные потери неборированных деталей не менее чем на 10%.

При использовании состава благода. ря указанным выше техническим преимуществам увеличится межремонтный

4О период и срок службы иэделий и машин

В целом за счет снижения безвозвратных потерь металла от коррозии.

Использование состава позволит получить экономию средств эа счет снижения затрат на ремонт оборудОвания и замену изношенных деталей, увеличения эксплуатационного периода работы машин в целом.

Ожидаемый экономический эффект от

5О внедрения состава на одной тысяче насосов типа ЦНС 180.1900 состЬвит

1,1 млн.рублей.

1084337

Т а б л и ц а 1 Ингредиенты, .Мас.В

Свойства состава

Опыт

Наличие опла-. вления поверхности образца

Глубина бориднбгс слоя мкм

Ванадий

Фтористый барий

Фтористый натрий

Карбид бора

Криолит корость оррозии орирован

ых образ ов в ЗВ аС1, /м .ч

0 5 1 0

Осталь- 0,132 ное

О„ 132

1 18,0

2 19,0

Нет

8,5

180

0,5 1,0

8,5

0,5 1,5

О, 098

3 19,0 8,5

4 19,0 8,5

0 5 2,0

186

О, 089

О, 097

0,110

0,092

0,087

0,094

0,112

0,094

0,085

0,094

0,112

0,084

0,090

0,085

0,095

0,109

0,5 4,0

0,5 6,0

1,0 1,5

8,5

183

5 19.0

6 19,0 8,5

7 19,0 12,0

184

1,0 2,0

1,0 4,0

8 19,0

9 19,0

196

12,0

12,0 и

2,0 6,0

0,5 1,5

0,5 2,0

0 5 4 0

10 19, О 12,0

11 200 8,5

12 20,0 8,5 и

194

Н

186 и

13 20,0 8,5

189

0,5 6,0

14 2Д,О 8,5

15 20,0 10,0

16 20 0 12 0

17 20,0 12, О

18 20,0 12,0

19 20,0 12,0

1,0 2,0

1,0 1,2

1,0 2,0

1,0 4,0

1,0 6,0

1,0 8,0

1,0 1,0

191

Н

191

192

20 20,0 22,0

О, 145

180

Оплавл, 0,138

201

Нет

10,0

Известными состав 31) 0,177

97 О

1 0

Нет

3,0 состав $2)

Осталь- 0,164 ное

Известный

224

Нет

2,0

10,0

23 21,0

П р и м е ч а н и е : О корроэионной стойкости образцов стали и диффузионного боридно о слоя судят по скорости коррозии.

О насныагщей способности состава судят по глубине боридного слоя.

L084337

Таблиц а 2

Ингредиенты

20, О.

19,0-20 0

Фтористый натрий

0,5-1,0

1,0

Фтористый барий

8„5-12,0

1,5-6,0

2,0

Карбид бора.Остальное Остальное

Составитель Г.Вахтинова

Редактор A.Äîëéíê÷ Техред. Т.Фанта1 КорректорИ.Куска

Заказ 1931/21 Тирах 900 . Подписное

BHHHIIH Государетвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Предельные значения, мас.%:„ т

Оптимальные значения, мас.Ъ т Ъ