Состав для борирования в обмазках стальных изделий

Состав для борирования в обмазках стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцнапмстнческнх

Респубпни

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 370498 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 06.12.79 (21) 2848059/22-02 с присоелиненнем заявки ре (23)Приоритет

Опубликовано 07 . 1 О. 8 1 ° Бюллетень At 37 (51)М. Кл.

С 23 С 9/04

Гооударстеавыб квинтет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 785. . 51 . 06 (088. 8) Дата опубликования описания 07.10.81.

E.È.Áåëüñêèé, M.Â.ÑèòKåâè÷, В.П.Крюков, Т.А.Киптиков и В.И.Харитонович Г (72) Авторы изобретения

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (7I ) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ В ОБИАЗКАХ СТАЛЬНЫХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к химикотермической обработке и может быть применено в качестве насыщающей среды для диффузионного оборудования стальных изделий во всех отраслях

IlPotIblIIUIeHHOCTH.

Известен состав для борирования, содержащий следующие компоненты, %:

Карбид бора 58,0-64,0

Бура 10,0- 13,0.

Хлористый ам-. моний 0,9-1,5

Хлористый натрий 1,1 — I 5

Железный порошок Остальное (1 ).

Этот состав позволяет проводить борирование в окислительной среде без защитной оснастки.

Однако при насыщении из данного состава не обеспечивается высокая скорость формирования боридных слоев. Кроме того, наличие в составе таких легкоплавких компонентов как

2 бура и хлористый натрий, во-первых придает повышенную жидкотекучесть обмазки для борирования, ограничивая тем самым сферу ее технологического применения вследствие ее возможного стекания, во-вторых, приводит к разъеданию стальной поверхности на границе контакта обмазки, металла и окислительной среды вследствие образования едкой щелочи.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является состав для борирования, содержащий следующие компоненты, %:

Карбид бора 45-60

1$

Борный ангидРид 2-10

Фтористый натрий 5-10

Железная окалина 25-40 (2 ).

Состав позволяет проводить диффузионное насыщение в обмазках в окислительной печной среде без защит1170498

10

45

150

25

165

50

155

60

160

142

Известная смесь

55 ной оснастки. В качестве связующего для обмазки используется гидролизованный этилсиликат.

Однако наличие в составе натрийсодержащего активатора (NaF) приводит к раэъеданию упрочняемой поверхности на границе контакта обмазки, металла и окислительной среды вследствие образования едкой щелочи (Na0H) возникающей в результате химическо- lð го взаимодействия фтористого натрия с кислородом и парами воды. Это резко ухудшает качество поверхности упрочняемого изделия, что ограничивает сферу применения обмазок, Кроме того, постоянно генерирующий едкий катр частично выделяется в окружающую среду, что ухупшает условия тв тда в цехе, Наличие в составе борного ангидрида приводит к образованию борной кислоты при его взаимодействии с парами воды. Это еще в большей степени способствует развитию отрицательных явлений, описанных вьппе.

Недостатком состава является и то, что в качестве связующего для обмазки необходимо использовать дорогостоящий (880 руб. 1 т) гидролизованный этилсиликат, которого идет около

307 от всей смеси, что значительно

30 увеличивает стоимость обмаэки. Кроме того, использование в качестве связующего гидролизованного этилсиликата приводит к тому, что в процессе диффузионного насыщения он выгорает с выделением в окружающую среду вредных составляющих., Использование же в качестве связующего для обмазки такой дешевой и безвредной составляющей как вода, приводит к отрицательным явлениям, так как при. этом в об- 40 мазке наряду с образованием активных атомов бора будут возникать агрессивные составляющие — едкий натр и борная кислота.

Целью изобретения является улучшение качества упрочняемой поверхности, удешевление обмазки и улучшение условий труда эа счет уменьшения выделения вредных составляющих обмазки при нагреве в насыщающей среде.

Поставленная цель достигается тем, что состав, включающий карбид бора, железную окалину и активатор, в качестве активатора содержит фтористый алюминий (AlF ) при следующем соотношении компонентов, мас. :

Карбид бора 45-65

Железная окалина 25-45

Фтористый алюминий 2-10

Отсутствие в составе предлагаемой смеси фтористого натрия и борного ангидрида устраняет образование и выделение в окружающую среду вредных едкого натра и борной кислоты. В результате на поверхности насьпцаемого изделия отсутствуют следы разъедания на границе контакта обмазки, металла и окислительной среды, поверхность получается гладкой и беспористой.

Данный состав при этом позволяет исдользовать в качестве связующего для обмазки вместо дорогостоящего гидролизованного этилсиликата обычную техническую воду, что значительно удешевляет стоимость обмазки и приводит к устранению вредных выделений при выгорании этилсиликата.

Пример. Проводят борирование в обмазках стальных образцов размерами 20ц20 20 мм из стали 5ХНМ при температуре 900 С в течение 4 ч. Обмазо ку готовят смешиванием порошковых компонентов с водопроводной водой и и наносят толщиной 4-5 мм на поверхность образцов. После сушки в течение

10-15 мин при комнатной температуре на воздухе образцы помещают в электропечь, нагретую до 900 С и выдерживают 4 ч. Закалку производят с температуры диффузионного насыщения.

При закалке обмазка теряла целостность и отделялась от поверхности образцов.

Результаты диффузионного насьпцео ния стали 5ХНМ при 900 С в течение

4 ч представлены в таблице.

Глубина борированного слоя на стали 5ХНМ при насьпцении -из предложенных составов составляет 150-165 мкм, 870498

2-)0

Формула изобретения

Составитель Г.Бахтинова

Редактор G.Титова Техред.T.Маточка Корректор M.Шароши

Заказ 8748/28 Тираж 1051 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 при насыщении известного состава—

142 мкм. При этом в случае насыщения иэ известного состава (с применением в качестве связующего воды) около 20Х упрочняемой поверхности было подвергнуто разъеданию. При насыщении из предлагаемого состава следов разъедания на упрочняемой поверхности не наблюдается.

Состав для борирования в обмазках стальных иэделий, содержащий карбид бора, железную окалину и активатор, отличающийся тем, что, с целью улучшения чистоты упрочняемой поверхности, он содержит в качестве активатора фтористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Карбид бора 45-65 Железная окалина 25-45

Фтористый.алюми" ний

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

9 524858, кл. С 23 С 9/04, 1976.

1s 2. Авторское свидетельство СССР

Ф 619544, кл. С 23 С 9/04, 1978 (прототип).