Смесь для борирования стальныхизделий

Смесь для борирования стальныхизделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Рес ублии

О П И С А Н И Е (п)802397

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 05.04.79 (2! ) 2747628/22-02 с присоединением заявки М (28) Приоритет (51)M. Кл.

С 23 С 9/04

5Ъоударотоонный комнтот

СССР по делом нзобретоннй и открмтнй

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень И 5

Дата опубликования описания 070281 (53) УДК 621785 .51.06(088.8) .

М. С. Яковлева, Е. А. Миронов, В. В. Ломакин и А. Я. Лаупацис (72) Авторы изобретения 1,т4, «>,.с

Ордена Трудового Красного Знамени институт про лец материаловедения АН Украинской ССР

II (71) Заявитель у4р«

Ь."-б % . (54) СМЕСЬ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к химико-термической обработке и может применяться для повышения износостойкости инструмента и деталей машин, используемых в различных областях инструментальной промышленности и машиностроения.

Известна смесь содержащая, вес.% карбид бора .60 — 20, карбид кремния 35 — 79,9, фторсодержашее соединение 0,1 — 5 (11 Использование ее приводит к получению преимущественно фазы ГАВ с Н/4 1900 — 2000 кг/мм .

Эта смесь обладает недостатком, заключающимся в высокой стоимости из-за эначительного количества входящего в нее В4С.

Известна также среда для диффузионного борирования, содержащая вес.%: В С 3-12,; инертная добавка — 88 — 97 (2). Эта смесь имеет недостаток, заключающийся в плоской Вз воспроизводимости результатов при использовании разных партий В С и инертного разбавителя. Кроме того, скорость борирования легированных сталей в этой смеси низка.

Целью изобретения является повышение стабильности свойств и скорости процесса борирования.

Цель достигается тем, что в смесь, содержащую карбид бора и окись алюминия дополнительно введены фтористый алюминий и бура при следующем соотношении компонентов, вес.%:

В4.С 6 — 15

Ма e„O, 1 — 4

А1 РЗ 0,5 — 3,5

А1аОз Осталъное

Предпочтителен состав смеси, вес.%: В„C 8, йа В О> 2, А1 2, А1а03 88.

Карбид бора является поставщиком бора; бура является поставщиком бора и активатором процесса борирования, фтористъгй алюминий является активатором процесса борирования.

Наличие двух активаторов процесса, Май В+О < и А1 F3, обладающих различным равновесйътм давлением паров, а также различным механйзмом активирующего действия, позволяет стабилизировать и ускорить процесс борирования.

Смесь готовят смешиванием предварительно прокаленных буры и глйнозема с высушеннът2397

3 80 ми В4С и А1Рз. Смесь позволяет реалиэовать одинаковые скорость процесса борирования и постоянный фазовый состав во всем диапазоне концентраций. При меньшем содержании В4С, Na ÂaÎ и A1F> скорость процесса борирования снижается и падает стабильность процесса, при большем в боридном слое появляется фаза

FeB, что увеличивает хрупкость получаемого покрытия.

Процесс борирования проводят в стальных контейнерах в печах с воздушной атмосферой при герметизации контейнеров плавким затвором. Процесс ведут при 950-1050 С в течение

3-4 ч.

Режим процесса борирования определяется маркой обрабатываемой стали и толщиной слоя, которую необходимо получить. В результате процесса борирования получают пластичные боридные покрытия, содержащие:только фазу ЕеаВ, не содержащие пор и трещин, толщиной 20*100 мкм. Смесь используют без регенерации 3-4 раза, после чего в нее добавляют Na>B+0> и А1 в количестве 1,0 и 0,5% от веса смеси соответственно.

П р н м е р 1. Борированию подвергают образцы иэ стали Х12М в закаленном состоянии с HRC 50-62. Компоненты. смеси подвергают обезвоживанию: А1 03 прокалке нри

1000 С 1 ч, йа В,О при 520 С 1,5 ч, A1Fg .и В4С сушке йрй 300 С 1 ч. Компоненты смешивают в "àðàáàíå в течение 3 ч. Борирование проводят при 1000 С в течение 4 ч.

Были получены покрытия, содержащие в своем составе только фазу Fe>8. Покрытия были равномерны по толщине, не содержали пор и трещин. Смеси, содержащие в своем составе йа В40 и A1F>, позволили получить более толстые покрытия, причем толщина покры. тий практически не зависела от крупности применявшегося карбида бора.

Пример 2. Пуансоны из стали Х112М

1б 45 и 50 мм, предназначенные для штамповки алюминиевых баллонов, закаленные до HRC

58-62, подвергают борированию в смеси состава, вес.%: В4С 8, МаяВ40Г 2, A1F> 2, А1ЗОу 88 по следующему режиму: 1000 С, 4 ч 1050/Ц5ч.

Процесс борирования проводят в контейнерах из стали Х1869Т, герметизированных плавким затвором из крупки натрийсиликатного стекла, нагрев контейнеров осуществляют в печи с воздушной атмосферой, По истечении выдержки контеннеры погружают на 2/3 их высоты в холодную проточную воду и выдерживают 40 мин, Затем контейнеры распаковывают и пуансоны подвергают отпуску лри 200 С 1 ч.

В результате укаэанных операций на пуансонах получен слой фазы Ее В толщиной

95 мкм, твердость основы HRC 56-58. Средняя стойкость борированных пуансонов

120000 ударов (баллонов); серийных, не подвергнутых борированию, 20000 ударов (балло30 HOB)

Влияние соотношений компонентов на толщину покрытий отражено в таблице.

802397 о

o„

° «

CV о

Р

< л о у

h о

Ф е"

° й

In Фл

Щ Р ее

О

«4

М о

C <

ФЮ )

„1 О сч

Ф» у °

< е

<> cv

Ch 6 } ч о

< <

o o « 00

Н

«ь О

lL «с °

7 " 802397 в

Использование предлагаемого состава позво- фтористый алюминий и буру при следующем ляет увеличивать толщину слоя в 1,3-1,5 раза соотношении компонентов, вес.%: и повысить стабильность получаемых физико- Карбид бора 6 — 15 химических свойств. Бура 1 — 4

Фтористый алюминий 0,5 — 3,5

Окись алюминия Остальное

Формула изобретения

Составитель Г. Бахтииова

Техред Н.Келушак

Корректор Н, Швыдкая

Редактор Г. Бельская

Заказ 10511/33 Тираж 1059

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Смесь для борирования стальных изделий, содержащая карбид бора и окись алюминия, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности и скорости процесса борирования, она дополнительно содержит

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 408572, кл. С 23 С 9/04, 1971.

2.,Авторское свидетельство СССР N 293062, кл. С 23 С 9/04, 1968.