Состав для борохромирования стальных изделий
Патент 1726556
Авторы
Классы МПК
Состав для борохромирования стальных изделий
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к металлургии, а именно к составам для химико-термической обработки стальных изделий. Целью является увеличение насыщающей способности состава, повышение износостойкости обрабатываемых изделий за счет снижения хрупкости диффузионного слоя. Состав содержит , %: хром 15-20; бура 4-6; цинк 2-4; фтористый калий 1,5-3; карбид бора 20-30; окись алюминия остальное. Износостойкость образцов, обработанных в составе, выше в 1,3-1,5 раза по сравнению с прототипом .
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 С 23 С 8/70
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4860743/02 (22) 11.06,90 (46) 15.04.92. Бюл. М 14 (71) Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им.В.П.Горячкина (72) В.Н.Бугаев, Н.И.Болдин и А.Д.Мошкович (53) 621.785.510.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
O 783359, кл. С 23 С 12/02, 1979. (54) СОСТАВ ДЛЯ БОРОХРОМИРОВАНИЯ
СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Изобретение относится к химико-термической обработке стальных изделий, в частности к процессу диффузионного насыщения деталей из боросодержащих порошковых смесей, и может быть использовано в металлургической промышленности, машиностроении для получения защитных покрытий на поверхностях, подверженных абразивному изнашиванию в агрессивных средах.
Цель изобретения — увеличение насыщающей способности порошкового состава, повышение износостойкости обрабатываемых изделий путем снижения хрупкости диффузионного слоя.
Поставленная цель достигается тем, что в состав для борохромирования, включающий хром, фтористый калий и карбид бора, дополнительно вводят цинк, буру и окись алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хром 15 — 20
Бура 4 — 6
Цинк 2 — 4
„,. Ж,, 1726556 А1 (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к составам для химико-термической обработки стальных иэделий. Целью является увеличение насыщающей способности состава, повышение износостойкости обрабатываемых изделий.за счет снижения хрупкости диффузионного слоя. Состав содержит, %: хром 15-20; бура 4 — 6; цинк 2-4; фтористый калий 1,5 — 3; карбид бора 20 — 30; окись алюминия остальное. Износостойкость образцов, обработанных в составе, выше в 1,3-1,5 раза по сравнению с прототипом.
Фтористый калий 1,5-3
Карбид бора 20-30
Окись алюминия Остальное
Использование в насыщающем составе цинка в количестве 2-4 мас.% снижает хрупкость борохромированного покрытия и обеспечивает его достаточную пластичность, Кроме того, присутствие цинка в насыщающей смеси способствует активизации диффузии насыщающих элементов, увеличению толщины диффузионного слоя и образованию на поверхности деталей высокопластичных стойких в агрессивных средах сложных боридов хрома.
При уменьшении содержания цинка менее 2 мас.% увеличивается хрупкость диффузионного слоя, Увеличение содержания цинка свыше 4 мас.% в смеси ухудшает качество поверхности обрабатываемых деталей, наблюдаются прижоги и стравливание покрытия.
Изменение соотношения хрома и карбида бора в составе приводит к смещению
1726556
55 процесса соответственно в область хромирования или борирования.
Бура является источником активных атомов бора. При уменьшении содержания буры снижается насыщающая способность состава, при увеличении наблюдается спекание смеси.
Окись алюминия повышает технологичность смеси, препятствуя ее спеканию.
Перед приготовлением смеси компоненты просушивают: хром при 300-400 С в течение 2 ч; буру при 300-400 С в течение 2 ч; фтористый калий при 150-200 С в течение 2 ч; цинк при 150-200 С в течение 2 ч; карбид бора при 300 — 400 С в течение 2 ч; окись алюминия прокаливают при 700 С в течение 3 ч.
После просушивания компоненты взвешивают согласно массовому и процентному содержанию в смеси, тщательно перемешивают. Готовую смесь засыпают в контейнеры с деталями таким образом, чтобы она окружала их со всех сторон толщиной не менее 10...15 мм. После этого контейнер герметиэируют и проводят процесс борохромирования в печах с окислительной атмосферой.
Обработкой в течение 4 ч при 950 С на образцах из сталей 45, ХВГ, ШХ15, У8А получают покрытие толщиной 0,110-0,150 мм с микротвердостью 1800-2000 кг/мм . г
Предлагаемая смесь позволяет получать слои сложного состава при одновременном насыщении бором и хромом.
Комплексное насыщение значительно улучшает физико-механические характеристики покрытия.
Пример. Цилиндрические образцы из стали ХВГ диаметром 9 мм и длиной 70 мм, имеющие кольцевые проточки на цилиндре, насыщали при 950 С в течение 4 ч в составах, содержание компонентов которых представлено в таблице.
Толщину и микротвердость покрытия
5 определяли на приборе ПМТ-3. С целью оценки пластичности диффузионного слоя образцы подвергали бесцентровому шлифованию. Припуск на шлифование составлял
0,030 мм. Хрупкость диффузионного покры10 тия оценивали визуально по степени скалывания образца.
Как видно из данных, представленных в таблице, наиболее предпочтителен предлагаемый состав 2, позволяющий значительно
15 снизить хрупкость диффузионного слоя и увеличить его толщину по сравнению с известным.
Испытания на машине трения СМЦ-2 по схеме ролик-колодка с использованием в ка20 честве засорителя смазки кварцевого абразива показали, что износостойкость образцов, упрочненных в предлагаемых составах, выше в 1,3-1,5 раза по сравнению с известным.
25 Формула изобретен ия
Состав для борохромирования стальных изделий, содержащий хром, карбид бора, фтористый калий, отличающийся тем, что, с целью увеличения насыщающей
30 способности, повышения иэносостойкости обрабатываемых изделий за счет снижения хрупкости диффузионного слоя, он дополнительно содержит цинк, буру и окись алюминия при следующем соотношении
35 компонентов, мас.7;:
Хром 15 — 20
Бура 4 — 6
Цинк 2-4
Фтористый калий 1,5-3
40 Карбид бора 20-30
Окись алюминия Остальное
1726556
Состав
Компоненты
Содержание, мас. Ф
Характеристика диффузионного слоя
Толщина, Твердость, мм кг/ммз
Хрупкость
0,090-0,100 2000-2200
Известный
Предлагаемый
Скалывания покрытия не наблюдается
0,1 10... О, 120 1 700-1900
0,140-0, 150 1800-2000 . То же
Частичное скалывание на кромках торцов
О,!20-0,130 1900-2100
Прижоги на поверхности, несплоюность покрытия
0,070-0,150 1700-1900
Скалывания не наблюдается
0,120-o, »o 1800-2ooo
50 !
Составитель Н.Болдин
Техред М;Моргентал
Корректор М.Кучерявая
Редактор А.Orap
Заказ 1251 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Хром
Фтористый калий
Титан
Карбид бора
Хром
Бура
Цинк
Фтористый калий
Карбид бора
Окись алюминия
Хром
Бура
Цинк фтористый калий
Карбид бора
Окись алюминия
Хром .
Бура
Цинк
Фтористый калий
Карбид бора
Окись алюминия
Хром
Бура
Цинк
Фтористый калий
Карбид бора
Окись алюминия
Хром
Бура
Цинк
Фтористый калий
Карбид бора
Окись алюминия
8
Остальное
4
1 5
Остальное
4
Осталь15
1,5
Осталь20
6
Остальное
2
Остальное
Полное скалывание покрытия на острых кромках торцов и кольцевых проточек, скалыва ние на 25-30» площади