Среда для электролизного борохромирования стальных деталей

Среда для электролизного борохромирования стальных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п1771 189 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 291179 (21)2689833/22-02 с присоединением заявки ¹-(23) Приоритет—

Опубликовано 15.10.80. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 15.1080 (51)М. Кл 3

С 23 С 9/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УЛК 621.785.51. . 06 (088 . 8) (72) Автор изобретения

В.Д. Коротков

Воронежский технологический институт (71) Заявитель (54 ) СРЕДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО БОРОХРОМИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ

ДЕТАЛЕЙ

1

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и может быть использовано для повышения надежности и долговечности конструкционных и инструментальных материа- 5 лов, применяемых в машиностроении.

Известна среда для жидкостного борохромирования, содержащая бор и хромсодержащие компоненты j1).

Однако насыщение в этой среде не позволяет получать равномерные по глубине боридные покрытия на сталях и мелкокристаллическую переходную диффузионную зону.

Известна насыщающая среда для борохромирования металлов состоящая (мас.Ъ) из буры (68-76), фтористого натрия (17-19), окиси хрома (5-15). Борохромирование из этой среды осуществляется путем электролиза 20 расплава при плотности тока на катоде О, 15-0, 2 А/см, температура 900950 С 12) .

Однако при борохромировании в этой среде формируются боридные покрытия 25 с крупнозернистой переходной (диффузионной) зоной. Вследствие этого разупрочняется насыщаемый металл, снижается его ударная вязкость и сопротивляемость динамическим нагрузкам.

Целью изобретения является получение насыщающей среды для жидкостного борохромирования, которая позволяла бы получать качественные боридсодержащие покрытия, обладающие большой устойчивостью к воздействию динамических нагрузок и более высокой износостойкостью.

Поставленная цель достигается тем, что в среду, в состав которой входят бура, фтористый натрий и окись хрома, дополнительно вводят галогениды редкоземельных металлов, при этом содержание компонентов берут в следующих соотношениях, мас.В:

Хлориды или фториды РЗМ 5 10

Фтористый натрий 16-18

Окись хрома 5-10

Бура 64-72

В качестве галогенидов РЗМ в среду вводят хлориды или фториды лантана и церия.

Благодаря введению хлоридов или фторидов РЗМ изменяется строение расплавленной среды, уменьшаются катионные и анионные группировки за счет ионизации.и, как следствие этого, уменьшается вязкость, увеличивается электропроводность среды.

771189

Таблица 1

Содержание в составе, мас.Ъ;

Состав

Фтористый Окись хрома Хлористый Фтористый натрий лантан церий

Бура

64

18

69

10

16

72

17

15

При электролизе предлагаемой среды на катоде наряду с бором и хромом выделяются редкоземельные металлы, которые,диффундируя в металлическую матрицу, увеличивают долю металли . ческой связи в боридах и нейтрализуют вредное влияние бора и углерода на температуру начала роста зерна аустенита. Вследствие этого зерно аустенита стали во время диффузион:ного насыщения не увеличивается в размерах, и при последующем охлажде-. нии с температуры диффузионного насыщения формируется мелкокристаллическая структура продуктов распада аустенита, легированного бором, хромом и P3N. Это приводит к повышению 15 ударной вязкости, износостойкости, сопротивляемости динамическим нагрузкам покрытий, полученных в предлагаемой насыщающей среде, по сравнению с покрытиями, полученными в из-, Щ вестной среде.

При предлагаемом соотношении компонентов бура с фтористым натрием образуют эвтектику, плавящуюся при

694 С, имеющую .максимальную электропроводность (удельная электропроводность при 900 С х = 0,8 Ом см ), минимальную вязкость.

Введение окиси хрома менее 5 мас.% нецелесообразно, так как, в этом случае процесс. химико-термической обработки сдвигается в область борирования, введение в расплав более

10 мас.% окиси хрома приводит в процессе электролиза к образованию неравномерных боридных покрытий.

Введение хлоридов или фторидов

РЗМ менее 5 мас.% не вызывает измельчения зерна диффузионной зоны, а следовательно, не изменяет уровня эксплуатационных свойств покрытий 40 по сравнению с покрытиями, полученными в известной среде.

Введение хлорйдов или фторидов

РЗМ.более 10 мас.Ъ нецелесообразно, так как в этом случае резко снижается концентрация хрома в покрытиях, увеличивающего долю металлической связи в боридах,.что в конечном итоге приводит к снижению сопротивляемости сталей с боридными покрытиями ди-. намическим нагрузкам, снижению износостойкости.

Пример. Готовят эвтектическую смесь, состоящую из буры и фтористого натрия, плавят ее в графитовом тигле, а затем вводят окись хрома и перемешивают расплав. После растворения окиси хрома вводят хлорид или фторид редкоземельного металла.

В приготовленных таким образом насыщающих средах проводят диффузионное насыщение стали 45 при 900 С катодной плотности тока 0,15 A/cM в течение 2 ч. В процессе опытов измеряют электропроводность расплава, проводят микроанализ образцов с покрытиями, испытывают образцы на износ и склонность к образованию трещин под действием ударных нагрузок.

В табл.1 приведены составы пред лагаемой (1-6) и известной (7) сред.

В табл. 2 приведены результаты .диффузионного насыщения.

Как видно из таблицы, обработка в предлагаемой среде позволяет подучить детали с поверхностью, обладающей в 1,5-2 раза большей износостой костью и выдерживающей удельные динамические нагрузки на 30-50 кгс/см .больше, чем при обработке в известной среде.

771189

Т а б л и ц а 2

Удельная электропров одность, Й -.(-ом см

Лсм

Микротвердость слоя, НВо 2 кгс/мм. Балл зерна диф фузионной зоны

Глубина слоя боридов, мкм 9P, кгс см в.

Износ на

100 т.M.

Состав

0,62

1600

185 1,4

185 1,5

200 ° 1

0,6

1800

0,65

1700

185

1650

0,6

1,5

1800

0,58

190

1,5

0,62

1700

1,2

200

2,5

0,55

1600

150

Формула изобретения

5-10

Составитель Л. Бурлинова

Редактор Г.Мозжечкова Техред Н ° Граб . Корректор М.Коста

Заказ 6626/38 Тираж. 1074 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП ПатЕнт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

99-109

100-105

95-100

85-90

93-100

90-95

96-100

1. Среда для электролиэного боро, хромирования стальных деталей, содер-. жащая буру, фтористый натрий и окись хрома, отличающаяся тем, что, с целью повышения износостойкости и сопротивления динамическим нагрузкам обрабатываемых поверхностей, она дополнительно содержит галогениды реэкоземельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Бура б 4 -72

Фтористый натрий 16-18

Окись хрома 5-10

Галогениды редкоземельных металлов

2. Среда по п.1, о т л и ч а вщ а я с я тем, что в качестве галогенидов редкоземельных металлов используют хлориды илн фториды лантана.

3. Среда по п.1, о т л и ч а вщ а я с я тем, что в качестве галогенидов редкоземельных металлов используют хлориды или фториды церия.

Источники информации,,принятые во внимание при зксйертиэе

1. Ляхович Л.С. Многокомпонентные диффузионные покрытия, М., 1974, с. 69-73.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 608849, кл. С 23 С 9/10, 1978.