Расплав для борирования стальных изделий

Расплав для борирования стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РАСПЛАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ ОСТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий буру, хлориды щелочных металлов и борсодержащее вещество, отличающийс я тем, что, с целью повышения насьпдающей способности расплава и снижения хрупкости боридного слоя, он дополнительно содержит редкоземельный элемент при следующем соотношении компонентов, мас.%: Редкоземельный элемент5-20 Хлориды щелочных металлов1-30 Борсодержащее вещество 1-15 Бура Остальное

СОЮЗ COBETCHHX

ЮП

РЕСПУБЛИК ае oh за С 23 С 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я

К ASTOPOHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1-30

1-15

Остальное ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЙ (21) 3503530/22-02 (22) 20. 10.82 (46) 23.05.84. Бюл. Ф 19 (72) А.В. Ковалевский, Е.П. Присмотров, Ю.Д. Савельев и В.В. Сорока (71) Кировский политехнический институт (53) 621.785.51.06(088.8) (56) I Ворошин Л.Г., Ляхович Л.С.

Борирование стали. М., "Металлургия", 1978, с. 55.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 533671 кл. С 23 С 9/10, 1973.,(54)(57) РАСПЛАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий буру, хлориды щелочных металлов и борсодержащее вещество, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения насыщающей способности расплава и снижения хрупкости боридного слоя, он дополнительно содержит редкоземельный элемент при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Редкоземельный элемент 5-20

Хлориды щелочных металлов

Борсодержащее вещество

Бура

1093727

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, в частности к безэлектролизному жидкостному борированию, и может быть использовано для создания защитных покрытий высокой твердости на деталях и инструментах и для восстановления изношенных деталей.

Известен расплав для безэлектролизного жидкостного борирования, содержащий буру, хлорид натрия и порошок элементарного бора, обладающий хорошей насьпценной способностью 1

Недостатком указанного расплава является потеря дорогостоящего порошка бора во время его загрузки в расплав. Кроме того, для.улучшения технологии процесса борирования требуется дальнейшее повышение насыщающей способности расплава, а для улучшения качества боридного слоя, получаемого при борировании сталей из данного расплава — снижение хрупкости слоя.

Наиболее близким но технической сущности и достигаемым результатам

25 является расплав для борирования, содержащий 1-15 полиборида магния, 1-30 хлорида щелочного металла и

88-982 Гуры (2 .

Однако насыщенная способность из- ЗО вестного расплава недостаточно высока, а боридный слой, получаемый при обработке в нем, имеет значительную хрупкость.

Цель изобретения — повышение на- 35 сьпцающей способности расплава и снижение хрупкости боридного слоя.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый расплав, содержащий буру, хлориды щелочных металлов и 40 борсодержащее вещество, дополнительно содержит редкоземельный элемент, при следующем соотношении компонентов, мас. .:

Редкоземельный элемент 5-20 45

Хлориды щелочных металлов 1-30

Борсодержащее вещество 1-15

Бура Остальное

В качестве борсодержащего вещества используют аморфный бор и полиборид магния, который при высокой температуре легко разлагается с выделением элементарного бора. Без наличия этих компонентов процесс борирования не происходит, а в расплаве буры и хлоридов изделия корродируют.

При исследовании влияния редкоземельных элементов на насьпцающую способность расплава опробуют следующие редкоземельные элементы (РЗМ): лантан, церий, неодим, празеодим, самарий, Качественный рентгеноструктурный анализ показал, что в боридном слое насьпценных в предлагаемом расплаве образцов различных сталей присутствуют, наряду с боридами железа, бориды редкоземельных элементов. О величине насьпцающей способности расплава судят по толщине слоя, получаемой за одно и то же время при одной и той же температуре, и по привесу на единицу площади образца за единицу времени. Оценку хрупкости диффузионных слоев осуществляют по числу и характеру трещин у отпечатков алмазной пирамиды с прямоугольным ос" нованием, вдавливаемой при нагрузке

P = 200 r в исследуемую поверхность.

На каждом образце делают по 25 отпечатков, которые оценивают по пятибалльной системе с последующим расчетом суммарного балла хрупкости.

В расплав, содержащий плавленную буру, хлористый калий и полиборид магния, вводят РЗМ в виде гранул размером 5-8 мм при интенсивном перемешивании без применения защитной атмосферы. В расплав погружают образцы из стали У8 и Ст.3 и выдерживают при 1223 К 3 ч. Для равномерного насыщения расплав перемешивают со скоростью примерно 1 об/с.

Составы опробованных расплавов и результаты испытаний приведены в табл.1.

1093727 сЪ О

0Ъ О л л

В О 00

О М ОЪ O

ОСЪ М М т» D

О О

° В л

00

ССЪ л

О О О О О О О О О О

° 4. 00 Ф ССс И 00 Ф Ch cO С!Ъ

М С Ъ СС С Ъ С Ъ б С Ъ

I О

СО

I с Ъ

О ° О

О 00

М М

О О л Оъ

М Ф

О О

К) О\

Ж

cd Х

Я Pl Э

Х О Эcc

А Э C4Е

Э Х

0(g4 +

Э 3

ОЪ О л ° 1

ОЪ О

О 00 СЧ О 0 л л л л л ° л сЪ;,с 0О Л Л

Ю л

О - СЧ О л л л л

1 с Ъ М М МЪ

I м

cd

Э М

Х л

Э cd

Р

СЧ

М

СЧ

СЧ

М

СЧ

СЧ

cd

Х

I

I ei ! ° с0

Е 1

O ъ

М

1ч

М

00 °

1 & з О

CO ° 00

I & 1 з О

1

Х

СсЪ

Р

М

О

0!

Е л

cd

Х

0! !

I ЫХ

ЛЛх

1 Х

1 Ж

o

Д K u

1 I0

1 cd

1 &

О

О

СЧ

Ю

Ю

СЧ

О! Х

cd С0 Э

С:4 С0 Х

I Г4 5 „1

СЧ

1

1

:т

1

I

1

1

1

1 1

1

1

)Ц Д

ОсО ХСЧ л

А ! 4 о ы

I

I л О О О D О О СЪ О сСЪ ССЪ ..4 ч» ч а» СЧ СЧ С Ъ

М С Ъ М

° 00 ° 00 ° н

О О „"ьъ О

1093727

I э мъ о

О с"Ъ л л о

Oф лиЪ «Ч Е

rl .- . e4 Q л л л л л

° ° о,о сч o о

О в о о

° 1. л

» л л

» л л

° ° юо оо

Cn Ю ссЪ сс чФ

3 фа ф Д сЪ «Ъ с

° ° 4 t ° »» »»

-о л

О O © Ю O ) e, «O с е мЪ .ЮО OO OO OO О Ю

СЧ м д о o фф х 3 о о е л л л л л ,с) р с л о о «ч о л л л л с в ф сс) с»Ъ с Ъ с»Ъ с»Ъ сс1 с Ъ «ФЪ с Ъ

«О ф CO ° CO ° ф ° ф

) ). ) f ) ) ) f ) ). хо) vav o>v>v> л л л л л о

Ю

Ю

«Ч

Ю сч

CO иЪ

v a

6f «tj й» с

О\ сО л л е э с»Ъ

CV

«Ч с Ъ

CV

CV с Ъ

CV

CV ссЪ

«4 «Ч сч « ) ф ф л сЪ а с»Ъ

«М

«4 ссЪ

° ф

f )

o a о о о е л о сс)

° «о

f о

«О ссЪ

1093727

Т абл ица 2

Расплав

Суммарный балл хрупкости при (Р=200 г) Е 200

Состав расплава, мас. 7

Удельный привес за единицу времени,. мг/см ° ч

Марка стали

Борсодержащее Р3М вещество, 67. 207

Галогениды щелочных металлов

207

1. КС1

9,0

La Ст.3

t 00

Полиборид магния

8,5

У-8

0,90

9,0

Ст.3

1,00

Аморфный бор

8,5

0,86

У-8

1,00

2. NaC1

9,0

La Ст.3

То же

8,5

0,86

У-8

1,00

9,0

Ст.3

0,86

8,5

У-8

3. LiC1

9,0

1,00

La Ст.3

0,86

У-8

8,5

9,0

1,00

Ст.З

У-8

0,86

8,5

П р и м е ч а н и е. Все три состава расплава содержат 547. буры.

Тираж 900 По писишке

ВНИИПИ Заказ 3381/24

И

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

Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что вне зависимости от типа хлорида щелочного металла и борсоКак видно:из табл. 2, при содержании редкоземельного элемента менее 45

5 мас.7., насыщающая способность расплава увеличивается незначительно, при содержании редкоземельного элемента более 20 мас.7. насыщающая способность не возрастает.

При.использовании предлагаемого расплава в сравнении с известным про- цесс насыщения интенсифицируется в 2-3раэав хрупкость покрытия уменьшается 55 при сохранении уровня микротвердости. держащего вещества (аморфного бора .или нолиборида магния) влияние добавки Р3М однозначно.

Предлагаемый расплав обеспечивает возможность увеличения срока службы .деталей и расширение номенклатуры борируемых изделий за счет увеличения толщины слоя и снижения его хрупкости; при заданной толщине боридного слоя достигается экономия электроэнергии за счет сокращения времени протекания процесса; уменьшаются потери прочности основы борируемых иэделий в результате выдержки при высоких температурах за счет сокращения времени выдержки.