Расплав для борирования стальных деталей

Расплав для борирования стальных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

" -:"нлческ g „

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕпИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик о>??9438

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 0512.78 (21) 2693117/22-02 51)М. Кл. с присоединением заявки йо

С 23 С 9/10

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1511.80. Бюллетень Nо 42 (53) УДК 621.785.

° 51 ° 06(088.8) Дата опубликования описания 15.11.80 (72) Авторы изобретения

Г.И.Беляева, Я.Б.Чернов, Б.Г.Россохин и Е.М.Файншмндт

Институт электрохимии Уральского научного центра AH СССР (71) Заявитель (54) РАСПЛАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Хлориды щелочных или щелочноэемельных металлов

Фтористый натрий

Борсодержащее вещество (В, Mg B z) 1,5-3.

92-96,5

2-5

Изобретение относится к химикотермической обработке, в частности в жидких средах, и может быть использовано для упрочнения поверхности серийного инструмента и деталей в машиностроении, металлургии и других отраслях промышленности.

Известны хлоридные расплавы состава, масс.Ъ: NaC1 22, ВаС12 78, В С 10-20, либо КС1 41-46, Li Сi 32"

36, NaC1 2-3, В l5-25, которые дают покрытия на железе при 1000оС, 3 ч, толщиной 60 мкм (1) .

Недостаток известных расплавов заключается в малых скоростях насы- 15 щения.

Известен также состав хлориднофторидного расплава для борирования в ванне с внешним обогревом (2), содержащий, масс.%: NaCI 80, NaBF4 15,20

В4С 5.

Недостатки расплава состоят в том, что большое содержание фтористых солей (15-20 масс.II) повышает его агрессивность к футеровочным материалам тиглей; использование неустойчивой фтористой соли NaBF<, разрушаю.щийся на 2/3 при температурах борирования, что обуславливает нестабильную .работу ванн, при больших объемах 30

2 ваниы (>4,5 кг) состав пенится в процессе давления Ма В F4, выделяется резко пахнущий газ BF, расплав плохо отмыВается с образцов после борирования, использование борсодержащего вещества Вд С с малым содержанием в нем . бора уменьшаЕт скорости борирования, ускоряет ликвидацию порошковой фазы в расплаве.

Цель изобретения — уменьшение коррозионной активности и повышение стабильности состава расплава для борирования.

Цель достигается использованием расплава на основе хлоридных солей, включающих фторсодержащие и борсодержащие соединения, в качестве фторсодержащего соединения используют

NaF, а борсодержащего вещества— порошок бора или полиборид магния при следующем соотношении компонентов, масс.е:

779,43

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 7969/38 Тираж 1074 Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Подбор соотношений ингредиентов

" "позволил уменьшить корразионную активность расплава.

Содержание борсодержащего вещества менее 1,5 масс.Ъ не обеспечивает достаточных скоростей насыщения деталей, близких к борированию в оксидных расплавах. Содержание более 3 масс.% бора не ухудшает расплав, но повышает его стоимость без заметного ускоре" ния процесса. фтористый натрий вводят в количество 2-5 масс.Ъ. Нижний предел обусловлен скоростью насыщения, верхний— ,коррозионной активностью расплава к футеровбчному материалу. " ,Диффузионное насыщение проводят 15 в соляной электродной ванне"в зависимости от расплава при 850-950 С при

"""йереМешйвании, которое уменьшает ликвидацию борсодержащего вещества по объему ванны и устраняет возмож- щ

"" ность" замыкайия йри использовании электродов внутреннего обогрева.

Получаемое боридное покрытие плотно и равномерно распределено по поверхности деталей и состоит из двух фаз: FeB с твердостью 18002000, Fe2В с твердостью 1450 кг/мм

Содержанйе фазы FeB не превышает

ЗОЪ от общей глубины покрытия, что "" снижает охрупчивание покрытия и повышает его износостойкость. Вспени- 39 ванне ванны при добавке NaF отсутст вует, Пример 1. Борирование про- водят в электродной ванне, Футерованной кирпичем,, в расплаве, масс.Ъ: 3$ йаС! 96,5, NaF 2, В 1,5 при 850 С, в течение 5 ч при перемешивании.

На стали У8 получают равномерное, двухфазное покрытие толщиной 50 мкм.

Футерозка не разрушена. О

H p и м е р 2. Борирование проводят в расплаве, масс.Ъ: NaCi 92, NaF 5, HgBi< 3 при перемешивании с

- аргоном. На стали У8 получают покрытие 100 мкм после выдержки при 850 С в течение 5 ч. Содержание FeB состав- 45 ляет ЗОЪ по "толщине покрытия, -твердостью 1900 кгс/мм, покрытие равномерное. Поверхность кирпичной футеройки после 30 ч работы ванны остается беэ изменения., .зо

Пример 3. Борирование проводят в расплаве, масс.Ъ: экв. смесь

ВаС12 NaCi) 93,5, NaF 5, B 1,5 перемешиванием. Йа стали У8 после выдержки при 850 С в течение 3 ч по."." лучаИт"равномерное покрытие толщиной

50 мкм. Поверхность Футеровки следов разъедания не имеет.

Пример 4. Борировайие проводят в расплаве, масс.Ъ: Иа01 96, NaF 2, М98„ 2 с перемешиванием. На -4 "" Ф

8, 4

Л: стали 20 с цементационным слоем после выдержки при 900 С в течение 3 ч получают хорошо сцепленное, равномерное покрытие толщиной 80 мкм (FeB 25 мкм твердость 1850-2000 кгс/мм ). Вайна работает 4 дня беэ корректировки расплава, обрабатывается 8 м поверхности (140 деталей), футеровка беэ изменений. Выдержка кирпича в расплаве предлагаемого состава в течение

2 недель показывает отсутствие на нем дефектов.

Преимущества предлагаемого состава расплава для борирования металлов по сравнению с известными состоят в том, что он обеспечивает малую корроэиойную активность расплава к Футеровочному материалу, позволяет испольэовать соляные электродные ванны с внутренним обогревом. Расплав стабильно работает при борировании серийных деталей, обеспечивает нолучение технологических толщин 0,080,10 мм для стали 20 + цементация без корректировки в течение 100 ч„ хорошо отмывается с поверхности деталей и позволяет совместить нагрев под борирование с нагревом под закалку. Износостойкость борированных пластин повышается в 2 раза.

1. Расплав для борирования сталь,ных деталей, включающий Фторсодержащие и борсодержащие вещества, хлориды щелочных или щелочноэемельных металлов, о т л" и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения корроэионной активности расплава и повышения его стабильности, в качестве фторсодержащего вещества он содержит фтористый натрий йри следующем соотношении компонентов, масс.%:

Хлориды щелочных или щелочноземельных металлов 92-96,5

Фтористйй натрий 2-5

Борсодержащие вещества 1,5-3

2. Расплав по п.1, отличаюшийся"тем-„ что в качестве борсодержащего вещества он содержит порошок бора.

3. Расплав по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве борсодержащего вещества он содерхжт полиборид магния.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. йвторскОе свидетельство СССР

9405971, кл. С 23 С 9/04, 1971.

2. Hurteru "" Tech. Nitt, Ornig Н, 1962, 17, 93 S, 132-140.