Паста для борохромирования стальных деталей

Паста для борохромирования стальных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соеетскик

Социалистические

Ресттублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 749933 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено29.03.78 (2! ) 2597148/22-02 с присоединением заявки РЙ(23) Приоритет -

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень №27

Дата опубликования описания 28 07 80

3 (Ы)М. Кл, С 23 С 9/02

6Ъеудерстеенный камитет

СССР по делан каебретенкй и открытий (53) УД f(621.785. . 51,06 (088.8) Г. В. Земсков, Л. К. Гущин, B. А. Витченк и С. Л. Евтифеев (72). Авторы изобретения "1..

/ -«» ":"ь

»

Одесский ордена Трудового Красного Знамени" -. " =, . -. политехнический институт (го j (7I ) Заявитель (54) ПАСТА ДЛЯ БОРОХРОМИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ

ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к химикогермической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для повышения изно состойкости, надежности. и долговечности широкой номенклатуры деталей машин, наприМер, BIa HoB H поршней гидравлических машин, поршневых пальцев и распределительных валов автотракторных двигателей и др. Применение пасты заявляемого со.става позволит во многих случаях заме10 нить дорогие дефицитные стали на наиболее дешевые, что в комплексе с повышением ресурса работы машин, даст значительный экономический эффект.

Известны составы паст для диффузионного насьпцения стали при индукционном нагреве ТВЧ, например паста для бороалитирования стали, содержащая бор аморфный и алюминиевую пудру в количестве

2-10% вес от общего количества смеси(1).

Известны также составы порошковых смесей для диффузионного насыщения стали при печном нагреве, например, для осуще2 ствления процесса хромирования стали методом алюмотермии (2)

Насыщаюшаяся смесь состоит из окиси хрома, алюминия, фтористого ашоминия и окиси алюминия при следующих процен1 . ных соотношениях:

100 /о(25-50А0р0 + 50-75% (80%СР20 +

+20% Ат,)) + 3-5% A0F, Недостатками известного состава порошковой насьпцающей смеси является то, что покрытия, полученные при диффузионном насыщении из этой смеси обладатот повышенной хрупкостью (вследствие образования карбидов хрома), недостаточными антифрикционными и противозадирными свойствами, следствием чегб явл ется повышенный износ контртела; недостаточная активность смеси, следствием чего является большая продолжительность процесса (8 - 10 час и токсичность при.меняемых активизаторов (алюминий фтористый) .

Бель изобретения - создание такого состава, который позволял бы при обраТаблица 1

Ингредиенты, вес.%

ИсCe я Г квг, С,О

Состав

10

28 10 LO

3L 12 12

34 14 14 3

0,5

0,5

3 7ИО3 ботке повысить износостойкость изделии и улучшить их противозадирные свойства.

Это достигается при проведении процесса диффузионного насыщения из пасты следующего состава вес.%: 5 Окись хрома 28-34

Бор аморфный 28-34

Хром L0-L4

Апюминий 10-14 алий фторборат 3-10 10

Натрий хлористый О, 5-7

Натрий фтористый, 0,5-7

Окись хрома и хром являются поставщиками атомарного хрома в поверхностный слой металла., При уменьшении содержания и смеси указанных компонентов ниже

28 вес.% и 10 вес.% (соответственно) происходит обеднение ос - гвердого раствовора хрома в железе, что снижает твердость и износостойкость покрытия. Увели- 20 чение содержания окиси хрома и хрома более 34 eec.% и 14 вес.% (соответсч венно) не приводит к улучшению эксплуатационных свойств покрытия.

Бор аморфный и калий фторборат явля- 25 ются поставщиками Сора в поверхностный слой металла, кроме того калий фторборат является активизатором процесса насыщения. Уменьшение содержания бора в пасте ниже 28% не целесообразно, так 30 как при этом не происходит существенно-, го улучшения эксплуатационных свойств покрытий; увеличение содержания более

34 вес.% приводит к значительному росту твердости, что повьш ает износ контртела. M

Индукционный нагрев ТВЧ проводят до температуры 1100-1130 С при изо термической выдержке 30-50 с. При до о стижении температуры 500-550 С в пас3

Алюминий является восстановителем хрома из,его окиси; уменьшение его ксьличества ниже 10 вес.% ведет к тому, что реакция восстановления идет не попностью. Избыточное количество алюминия (свыше 14 вес.%) приводит к диффузии алюминия в металл, что снижает твердость и износостойкость покрытий.

Хлористый и фтористый натрий являются активизаторами процесса и совместно с калий фторборатом дают качественную замену токсичному фтористому алюминию (в прототипе). Уменьшение количества хлористого и фтаристого натрия меньше

0,5 вес.% и калий фторбората меньше

0,3 вес.% приводит к ухудшению процесса диффузионного насыщения, увеличение более 7 вес.% хлористого и фтористого: натрия и 10 вес.% калийфторбората приводит к ухудшению чистоты поверхности (разьеданию) .

Пример. На упрочняемые участки деталей, например шаровые опоры шатуна гидравлической машины 210.32, материап - ЗОХЗМФА, работающие в паре с поршнем, материал-азотированная сталь

38ХМЮА, наносят пасту, составы которой приведены в таблице 1. Пасту наносят окунанием до толщины 2-3 мм. в несколько приемов с подсушкой каждого слоя при температуре 80-100 С в течение .10о

15 мин. Связкой служит раствор нитроцеллюлозы в ацетоне.

Составы паст для поверхностного легирования шатунов приведены в табл. 1. те бурно развивается и протекает:изотермическая реакция восстановления хрома из окиси хрома, в результате чего скорость. нагрева детали резко возрастает.

5 749933

После отключения нагрева и,подструживания до 900-850 С проводят закалку при о охлаждении водой с помощью спрейерае Па

Таблица 2

Микротвердость и глубина слоя в зави-. симости от состава пасты.

Глубина, мм Микротвердость,. кгс/мм. f. 5

Исследования диффузионных слоев (металлографич ескина и рентгеноструктурные) позволили установить, что, они состоят из а.-m epporo раствора хрома в железе, ле- >О гированного бором и боридом (Ve Cr ) 9, 0,2

1000

0,35

1200

0,26

1200

Результаты сравнитапьных испытаний износостойкости на машине трения СМЫ-2 после обработки в известном и предлагаемом составах приведены в табл. 3, Таолица Э

Глубина и микротвердость диффузионных слоев йз стали ЗОХЗМФА приведены в табл. 2 15

3,3

0,055

0,3 0 0023 0 0027 0 0030 .0,0015 0,0018 0,0017

0 0009 0 0018 0 0010

0,0003 0,0010 0,0012

0,05

0 0013 0 0014 0 0035

0,056

0,0014 0,0020 0,0021

0 0045 0 0043 0 0040

0,0017 0,0018 0,0020

Известная

0,06

Нагрузка: 40, 80, 100 (кгс).

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

Применение пасты указанного состава фторборат калия при следующем соотнопозволяет за короткое время получать на 46 шении компонентов, вес.%: стали диффузионные слои глубиной 0,2- Окись. хрома 28 34

0,35 мм и позволяет повышать износо- Алюминий 28-34 стойкость ответственньк деталей гидро Хром 10-14 машин в 2,5-3 раза. Еор аморфный 10-14

Задиростойкость образцов в 3 4 раза 45 . Натрий хлористый 3-10 выше, чем после обработки в известном Натрий фтористый 0,5 — 7 составе. Фторборат калия 0,5 -."j

Источники информации, Формула изобр ет ения принятые Во внимание при экспертизе

Паста для борохромирования стальных, 50 1. Защитные покрытия на металлах. деталей, содержащая окись хрома и алюми- Наукова думка, 1971, вып. 5, с, 132. ний, о т.л и ч а ю щ а я с я тем,-что, с 2. Диффузионное хромирование стали целью повышения износостойкости иэделий в порошках методом алюмотермии. Тезии улучшения противозадирных свойств, она сы докладов 3 Всесоюзной конференции дополнительно содержит хром, бор аморф- N по химикогермической обработке металный, натрий,хлористый, натрий фтористый, . лов,и сплавов;Минск, 1977, с. 113.

БНИИПИ Заказ 4560/20 Тираж 1074 Подписное