Состав для диффузионного насыщения

Состав для диффузионного насыщения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АЗОРСКОМУ СВ ЕИЛЬСТВУ

Союз Соаетсмик

Сецналистнческнк

Реслублнк ()822597 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 18. 01. 79 {21) 2736950/22-02 с присоединением заявки Нв (51)PA. Кл З

С 23 С 9/04

ГесударстввеиЮ квинтет

СССР пв ДФлки МЗОвРФтюиия я еткрытяй (23) Приоритет

Опубликовано 15,1О81. бюллетень 149 38

Дата опубликования описания 15. 10. 81 (53) УДХ 621. 785. . 53. 062 (088. 8) (12) Авторы изобретения

В.П. Сытов, В.А. Рогов, М. Т. Кубальский и Б.С. Фридман (73) Заявитель

Восточно-Сибирский технологический инст

{54) COCTAB ДЛЯ ДИФФУЗИОННОРО НАСЫИЕНИН

Изобретение относится к химикотермической обработке и может быть применено в качестве насыаающей среды для диффузионного упрочнения стальных изделий.

Известен состав для борироваиия в обмазках, в котором насыщение проводят йэ боросодержащего вещества ц. активатора (1 ).

Однако аличие одного боросодержащего вещества не позволяет получить максимальный уровень иэносостойкости в условиях .ударно-циклического нагружения, а также данное соотношение компонентов состава имеет сравнительно низкую насыщающую способность.

Известен также состав обмазки для покрытия t,2 ), содержащий вес. Ъ:

Борная кислота 10-12 20

Железо 26-29 ееррома рга нец 19-22

Карбид бора 15-18

Борный ангидрид 10-12

Окись кремния Остальное

Однако данный состав не имеет активатора, что значительно снижает насицающую способность реакционной смеси. Соотношение компонентов,а также отсутствие элементов, способ- 30 ных повысить пластичность диффузионного слоя, не позволяют применять состав для получения покрытий, работающих в условиях ударно-циклического нагружения. Таким образом, недостатками данного состава являются относительно низкая скорость формирования диффузионных слоев, относительно низкая пластичность слоя и малая износостойкость в условиях ударно-циклического нагружения.

Цель изобретения — увеличение насыщающей способности состава, повышеHHe пластичности а износостойкости получаемого диффузионного слоя.

Поставленная цель достигается тем, что состав, содержащий карбид бора, дополнительно содержит борид титана, хром, медь, никель, карбид ванадия, железную окалину и фтористый натрий, при следующем. соотношении .компонентов, вес.%:

Карбид бора 35-45

Борид титана 2-5

Хром 2-5

Медь 2-4

Никель 1-3

Карбид ванадия 9-12

Железная окалина 30-32

Натрий фтористый 5-8

872597

Содержание компонентов, вес .Ъ

Кар - Фтобид рисвана- тый дия натрий

Медь Никель

Железная окалина

Продолжение насыщения,ч

Глубина слоя,мкм

5 3

12 б 32

120

10 6

30

100

140

2 2

2 5

95

135

11 8

4 3

130

Борная кислота+27 Fe+20

+13

90

В качестве связующего вещества для обмазки используется гидролизованный этилсиликат. Смесь укаэанных компонентов наносится в качестве обмазки на упрочняемые поверхности и в дальнейшем процесс химико-термической обработки совмещается с процессом нагрева под термическую обработку.

Бор, медь, ванадий, температура активации которых ниже темпера уры активации хрома и никеля, в процессе обработки диффундируют раньше в поверхность стальной детали по границам зерен и при этом образуются бориды, легированные указанными элементами и зоны перлита, что способствует .снижению хрупкости упрочняющего слоя. Кроме того, атомный радиус предварительно диффундирующего

Си (1,28 А ), V (1,34 A ) больше атомного радиуса железа Fe (1,26 А ), в результате чего происходит локальное искажение кристаллической решетки металла растворителя. Это обеспечивает появление в ней дополнительных вакансий,для диффундирующих ато-. мов хрома, никеля, титана, что увеличивает скорость.диффузии.

Пример. Проводят диффузионное насыщение в обмазках образцов

"из стали У8А размерами 10х10х10 мм, обмаэку готовят смешиванием порошкообразйых компонентов (размер фракСостав, Карбид Борид Хром

Р титана

Микрохрупкость диффузионных слоев исследовали по общепринятой методике при нагрузках на алмазный индентор от 100 до 200 г на приборе ПТМ-3. .Результаты исследований диффузионных

ЗО ции 0,1-0,2 мм) с гидролнэованным этилситикатом. После сушки в течение

10-20 мин при комнатной температуре на воздухе образцы помещают в электропечь, нагретую до температуры процесса химико-термической обработки и выдерживают 4-6 ч. Закалку проводят с температуры диффузионного насыщения. При закалке обмаэка теряет целостность и отделяется с поверхности образца. Результаты диффузионного насыщения стали У8А представлены в табл.1.

Компоненты для приготовления обмазки применяются в виде порошкообразного карбида бора (ГОСТ 3647-71 и 5744-74), меди (ГОСТ 4960-68), хрома (ТУ 19-66), порошкообразного никеля, карбида ванадия (МРТУ-6-09-140-70), борида титана — порошкообразного, железной окалины — отходы кузнечно-термического производства, натрия фтористого марки "4" (ГОСТ

4463-66).

Глубина упрочняющего слоя на стали У8А при 900 С в течение 4 ч составляет 100 мкм, в то время как при насыщении стали УВА из известного состава при тех же режимах составляет только 60 мкм. Полученные данные свидетельствуют,о повышении насыщенной способности предлагаемого состава по сравнению с известным (см.табл.1).

Таблица 1

FeMn+18 В С+12 1 О + 6 (известный) слоев на стали У8А представлены в табл.2. Полученные данные свидетельствуют о возрастании пластичности диффузионного слоя по сравнению с известньи составом.

872597

Таблица 2

Суммарный балл хрупкости

Показатель хрупкости

Состав оЪмазкн, вес.В

1,8

0,0085

1,3.О, 0051

Формула изобретения

Составитель Р. Клыкова

Техред М.Рейвес Корректор В. Синицкая

Редактор С. Тимохина

Тираж 1051 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8956/43

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

Известный

10 борная кислота + Fe +

+ 20 FeMn + 18 В4С +

+ 12 8203 + 13 si02

Предлагаемый

40 В4С+ 4 ВйТ! + 3 Сг+

+4Cu+ЗMi +10ЧС+

+ 6"NaF + 30 окалина

Использование предлагаемого состава для термодиффузионного легирования иэ обмаэок стальных изделий обеспечивает по сравнению с известными составами возможность получения диффузионного слоя на деталях сложной конфигурации, увеличение насмцающей способности состава, увеличение пластичности и износостойкости слоя,, 25 совмещение диффузионного упрочнения деталей машин и инструмента с их термической обработкой, возможность проведения процесса в окислительной среде без защитной оснастки.

Состав для диффузионного насыщения, содержащий карбид бора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения насыцающей способности и повьааения пластичности диффузионного слоя, он дополнительно содержит борид титана, хром, мЕдь, никель., карбид ванадия> железную окалину и фтористый натрий, при следукщем соотношении компонентов, вес.%г

Карбид бора 35-45

Борид титана 2-5

Хром 2-5

Медь 2-4

Никель 1-3

Карбид ванадия 9-12

Железная окалина 30-32

Фтористый натрия 5-8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 404903г С 23 С 9/04, 1971

2. Авторское свидетельство CCCP

Р. 528350, С 23 С 9/04, 1974.