Способ электролизного борирования стальных деталей

Способ электролизного борирования стальных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 201178 (21) 2712710/22-02 (51)М. Кл. с присоединением заявки Но

С 23 С 9/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231080. Бюллетень М 39

Дата опубликования описания 251080 (53) УДК б21. 785. .51.539(088.8) (72) Авторы изобретения

В.Д. Коротков и A.A. Стасов

Воронежский технологический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО БОРИРОВАНИЯ

СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕИ

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и может быть использовано для повышения надежности и долговечности деталей и инструмента из углеродистых сталей.

Известен способ электролизного борирования, заключающийся в обработке в расплавленной буре при 930-950 С в течение 2-б ч при плотности тока на катоде 9,15-0,20 А/см (1J.

Известен также способ электролизного борирования в расплавленной буре при 700-950 С в течение 2-3 ч при плотности тока на катоде 0,040,07 А/см )21. 15

Данные способы позволяют получить борированные слои толщиной 100 мкм.

Однако известные способы электролизного борирования не учитывают изменения адсорбционной способности по- 20 верхности насыщаемого металла по мере образования боридного слоя. Вследствие этого с течением времени не весь выделяющийся бор участвует в формировании покрытия, часть бора образует аморфный слой, частицы которого "привариваются" к поверхности, ухудшая чистоту и препятсвуя адсборбции активного бора. При осуществлении известного способа борирования в диф- 30 фузионном покрытии формируются слои, которые обладают пониженной устойчивостью к динамическим нагрузкам.

Цель изобретения — увеличение толщины покрытий и повышение их износостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что процесс борирования ведут в две стадии. На первой стадии ведут обработку в борсодержащих средах при плотности тока на катоде 0,04-0,.07 А/см

% в течение 8-10 мин при 700-950 С. Во время первой стадии образуются центры кристаллизации боридов, которые, сталкиваясь при росте, формируют сплошной слой, способный защищать поверхность от коррозии.

На второй стадии насыщаемый металл анодно поляризуют с помощью вспомогательного электрода, который помещают в расплавленную соль. При этом анодную составляющую плотности тока на насыщаемом металле увеличивают плавно с О до 0,04-0,07 А/см . Во время второй стадии за счет постоянно увеличивающегося аыодного потенциала поверхность с боридными фазами поддерживается в активном состоянии, предотвращается образование аморфного слоя бора на поверхности насыщаемого метал77.3140 ла. За счет увеличения амплитуды ко.лебаний узловых комплексов кристаллической решетки увеличивается плотность дефектов, служащих дополнительными центрами адсорбции бора, что приводит к увеличению скорости наращивания боридных фаз. при катодной плотности тока 0 04

0,055, 0,07; 0,03, 0,08 A/ñì в течение 8-10 мин. По истечении этого времени в электролизер загружают вспомогательный электрод, подсоединив к нему отрицательный полюс дополнительного источника тока, а положительный — к насыщаемым изделиям, и начинают плавно увеличивать анодную составляющую плотность тока на изделиях от 1) 0 до 0,04; 2) 0-0,055;

3) 0-0,07; 4) 0-0,03; 5) 0-0,08 A/ñüÐ в течение 1,5 ч в зависимости от химического состава борируемых изделий.

В таблице приведены результаты борирования образцов ст. 45 с исходной чистотой поверхности h,8 предлагаемым и известным способами. Во всех случаях на дополнительном электроде формируются боридные покрытия толщиной 60-80 мкм.

В качестве вспомогательного электрода можно использовать борируемую деталь или инструмент. Вследствие этого производительность химико-термической обработки возрастает.

Пример . В предварительно расплавленную в графитовом электролизере борсодержащую среду помещают детали или инструмент из углеродистых сталей, подключив положительный полюс источника тока к.электролизеру а отрицательный — к насыщаемым изде- лиям, и ведут электролиз при 900 С

Результаты борирования

Условия борирования

Количество фаз, Ъ е о о е

1 о а ц

А х (D ж е

I.. O о е

Ц 1 о о

С4 С4

L" х ес х Е о еж r4, о (.»

Д О н о о е х ц н о о

Ц rd

Г: X о и о

С", z o

I х

О, х

А ие

Hh аw е о

IXI х о

Q, о х ь

Я ж ц е

О, и

ГеВ

Fe2 В е. а U

С о

rd

О е

Ц е н е

Я Е е

x o о о

И Х

А е (- цо ю о

О х бура 900 0,04 бУра 900 0,55 бУра 900 0,07 бура 900 0,03 бура 900 0,08 б а 900 0 07

2 114 2 98 245

2 130 — 100 250

8 0 012

0,4 1650

0 35 1600

0,45 1700

0,5 . 1750

0,45 1780

1,0 2000

1-50 0-0,04

1-50 0-0,055 10

1-50 0-0,07 10 нет

210

2 120 8 92

2 80 10 90

0,014

0,015

200

1-50 0-0,03

1-50 0-0,08

2 100 8 92 210

2 100 58 42 145

8 0,014

7 0,2

Как видно из таблицы предлагаемый способ позволяет Получить борированные слои толщиной в 1,5 раза больше и повысить их износостойкость в 2 раза. ти, через 8-10 мин после начала процесса в расплавленную среду вводят дополнительный электрод, анодно поляризуют деталь и плавно повышают плотность тока на детали до 0,0450 0,07 А/см -.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Минкевич A.Н. Химико-термичес5$ кая обработка металлов и сплавов."Машиностроение, 1965, с. 225-227. 2. Скоморохов О.И. Исследование некоторых свойств борсодержащих сред и процессов формирования диффузионных покрытий. Диссертация. Воронеж, 1974.

Способ электролизного борирования стальных деталей, включающий нагрев в расплавленных средах при катодной плотности тока 0,04-0,07 A/cM до

700-950 С и выдержку при этой температуре, отличающийся тем что, с целью увеличения толщины покрытий и повышения их износостойкосВНИИПИ Эаказ 7437/35 . Тираж 1074 Подписное

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

z х д ц н е

o m о х

z o,z

Е

eOI х х фх с

O

О z I=t ц цо оса с4 z (б

Й е х

1 о о (ч х о о ц

Х

IЦ Е охи х е е

0 ц х х ц е х х х

О,Е О е о х ох кон о ц х х е 1 я е

z u х

О О

С4 Х

1 х о ехх ц о>хЕ о х х е ц е о а х ю е х о

<б Д

Х I е

Е хс4 озе ах о

îо нас ое4 х ах хо а 2 хнх я х в. х е

ЯХ С4 о

I х х

Н С4 о о оо

z хе о

О,Ц О еох хоц охх х х еох н ц х

am z (ч щ е

oom хо о

О оа, I е о х о р х

o K о ех

004 о с цNе охц

I Z O е х н

Х Qfd е х и е е х гахн