Состав расплава для диффузионного насыщения

Состав расплава для диффузионного насыщения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i1177УО8З

ОП ИСА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик

Ф, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.12.77 (21) 2551409/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (51) М. Кл.

С 23С 9/10

Государственный комитет (53) УДК 621.785.53 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

И. М. Спиридонова, А. М. Бондаренко, С. В. Твердохлебова, В. Ф. Рафальский, Н. П. Роменский и Г. А. Дубенчак

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. 300-летия воссоединения

Украины с Россией (71) Заявитель (54) СОСТАВ РАСПЛАВА ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО

НАСЫЩЕНИЯ

Изобретение относится к химико-термической обработке, оно может быть использовано для получения диффузионных борированных покрытий на деталях машин и механизмов. 5

Известен состав для электролизного борирования, содержащий буру (11. При борировании в таком составе образуются покрытия, обладающие высокой хрупкостью, что приводит к трещинообразованию в по- 10 крытии и к снижению износостойкости изделий. Кроме того, в результате борирования деталей в расплаве буры на поверхности детали в катода образуется активный атомарный бор, образующий с боратной 15 солью плотную корку с большой адгезией к металлу. Это требует дополнительной операции отмывки детали.

Известны расплавы для борирования, содержащие буру с добавками одного из 20 окислов легирующих элементов: бура+

-+- (3 — 5) % Сг20з, бура+ (8 —:10) % А1аОз, бУР а+ 3% ТазОз, бУРа -1- (5 — 10) % Zr0 (2). Эти расплавы приняты за прототип.

Введение указанных окислов легирующих 25 элементов в расплав позволяет снизить трещинообразование и повысить стойкость изделия. Однако указанные составы также не обеспечивают высокого качества поверхности. 30

Целью изобретения является повышение качества поверхности борированных изделий.

Для достижения поставленной цели предлагается состав для электролизного борирования, содержащий буру и двуокись титана, при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Бура 94 — 96

Двуокись титана 4 — 6

Предлагаемый состав для борирования представляет собой электролит †суспенз.

Двуокись титана не растворяется полностью в расплавленной буре и присутствует в ней в виде твердых частиц. Для получения комплексных покрытий необходимо сообщить слоям электролита определенную скорость перемещения с целью активного взаимодействия твердых частиц двуокиси титана с катодом. Это достигается при плотности тока 0,4 — 0,5 а/см, Пример 1. Образцы борируют в электролите, содержащем 5 г рутила на 1 л расплавленной буры (что соответствует 96% буры и 4% рутила) по режиму: температура 950-1-10 С, время 3 ч, плотность тока

0,40 а/см- .

Спектральный анализ покрытия показал наличие титана до 0,35%, количество трещин по сравнению с прототипом незначительное.

Пример 2. Диффузионное насыщение производят в расплаве, содержащем 7 г рутила на 1 л буры (94% буры и 6% рутила) .

Микроструктурный анализ поверхности образцов показывает уменьшение трещин в этом случае по сравнению с прототипом.

Насыщение титаном составляет 0,65%. Глубина борированного слоя 120 мкм. И

Пример 3. Борирование производят в электролите состава: 10 г рутила на 1 л расплава буры (92% буры и 8% двуокиси титана). В этом случае количество трещин на поверхности образцов минимальное, ко- а личество титана в слое уменьшается до

0,4%. Глубина слоя уменьшается до 0,1 мм, Такой вид покрытия можно использовать для деталей, работающих в условиях абразивного износа в сочетании с ударными >0 нагрузками.

Пример 4. Образцы борируют в электролите, содержащем 3 г рутила на 1 л расплава буры (2% двуокиси титана на 98% буры) . Покрытие, полученное в данном 25 электролите, по своим качествам не отличается от исходного (100% буры).

Пример 5. Борирование осуществляют в расплаве, содержащем 12 r рутила на 1 л буры (90% буры и 10% рутила). Расплав 30 в этом случае становится вязким. Насыщение поверхности металла в данном электролите не происходит. Спектральный анализ фиксирует незначительное количество бора и титана на поверхности образцов, но ме- 35 таллографически диффузионный слой не наблюдается.

Оптимальные параметры комплексного покрытия получены в электролитах, содержащих 5 — 10 г двуокиси титана на 1 л рас- 40 плава буры, что соответствует 94 — 96% буры и 4 — 6% двуокиси титана.

На фиг. 1 — 5 приведены диаграммы, показывающие преимущества предложенного расплава по сравнению с известным (по прототипу), где на фиг. 1 — вес прикатодного слоя на деталях, борированных- в электролитах; 1 — 6ypa+TiO>, 2 — бура +А1 0,; 8 — бура+ХгО, 4 — бура+Сг 03, 5 — бура+Ta>Os, на фиг. 2 — толщина прикатодного слоя на деталях, борированных в тех же расплавах, что на фиг. 1; на фиг.

3 — количество трещин на единицу площади покрытий, полученных в электролитах:

1 — бура+ TiO ., 2 — бура+А!гОэ, 8 — бура+ Cr O, 4 — бура+2гО ., 5 — бура+

+ Та О (а — трещины длиной свыше 5 мм, б — трещины длиной до 5 мм); на фиг. 4— глубина покрытий, полученных при борировании в электролитах, указанных на фиг. 1; на фиг. 5 — соотношение боридных фаз в покрытиях, полученных в электролитах, что на фиг. 3 (в — РегВ, г — FeB).

Формула изобретения

Состав расплава для диффузионного насыщения, содержащий буру и окислы легирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности, в качестве окислов легирующего элемента он содержит двуокись титана при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Бура 94 — 96

Двуокись титана 4 — 6.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ляхович Л. С. и др. «Борирование стали»,М., 1967.

2. Сборник «Защитные покрытия на металлах», 1972, вып. 6, с. 125 — 129.

777083

1 о

oz о

///

1Q

1 ф ф

/ 2 3

pg

Риа. 5

Составитель P. Клыкова

Техред И. Пенчко

Корректор О. Гусева

Редактор Л. Ушакова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2542/4 Изд. № 574 Тираж 1095 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5