Состав для борирования стальных изделий

Состав для борирования стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТРРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик в>926069 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.10.80 (21) 2994661/22-02 с присоединением заявки .%— (5! )М. Кл.

С 23.С 9/04

3Ъоударатеениый комитет

СССР (23) П риоритет

ID делам изобретений н открытий (53) УДК 621 785. . 51. 06 (088. 8) Опубликовано 07. 05. 82. Бюллетень М 17

Дата опубликования описания 07. 05.82

Г.Д.Габинская, Н.М.Колесник, В.Н.Товпыга, В ;Г;федан и А.Л.Шерман, 3 ч (t

Краматорский научно-исследон|ательский,,q проект отехнологический институт машИФтстреенив.. (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ БОРИРОВЛНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

О, 9-1,5

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в качестве насыщающей среды для диффузионного борирования стальных иэделий.

Известен состав )1) для борирования, содержащий, вес.3:

Карбид бора 58,0-64,0

Бура 10,0-13, 0

Хлористый аммоний

Хлористый нат— рий 1,1-1,5

Железный порошок Остальное

Однако данный состав характериэу15 ется недостаточной скоростью форми.рования боридных слоев. Кроме того, при использовании данного состава в качестве обмазки наличие буры и хло20 ристого натрия придает ей повышенную жидкотекучесть, ограничивая, тем самым, сферу ее технологического применения вследствие ее возможного стека2 ния. Использование хлористого аммония также нежелательно, поскольку при нагреве происходит интенсивное разложение этой добавки с образованием большого количества газообразных продуктов, в результате чего быстрее выходит из строя оборудование, нарушается сплошность обмазки, повышается склонность к местному прогару.

Наиболее близким к изобретению является состав для борирования, соI держащий вес. т,:

Карбид бора. 45-60

Борный ангидрид 2-10

Фтористый натрий 5-10

Железная окалина 25-40

Активатором является фтористый натрий. В качестве связующего для обмазки используется гидролиэованный этилсиликат. Укаэанный состав обеспечивает высокую скорость насыщения. Так, при борировании при 900 С

d в течение 4 ч глубина слоя достигается О, 165 мм на стали 5ХНМ, при

Таблица 1

Компоненты

Составы

) 1 1

65 60

Карбид бора

Борный ангидрид

20 21

10

2-10

Железная окалина

Стеариновая кислота

Фтористый натрий

5-10

3 92606

930 С на стали 40ХСМФ - 0,142 мм, при 970 С на стали 4ХСНМФЦР0,177 мм Г2).

Однако использование фтористого натрия в качестве активатора ухудшает технологичность процесса, так как фтористый натрий является токсичным веществом, и применение его в производственных условиях нежелательно по технике безопасности. to

Цель изобретения - интенсификация процесса насыцения и улучшения условий труда.

Поставленная цель достигается тем, что в состав для борирования, кото1 ый содержит в качестве насыщающего вещества карбид бора и борный ангидрид, в качестве железного порошкажелезную окалину, в качестве активатора используют стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов, вес.4:

Карбид бора 40-60

Борный ангидрид 10-20

Железная окалина 25-40

Стеариновая кисло.та 2-4

В качестве связующего для обмазки используется гидролизованный этилсиликат.

36

Положительный эффект от использования стеариновой кислоты заключается в следующем. Стеариновая кислота (октадекановая кислота) СН (СН ) СООН при нагреве до высоких температур (950-1000оC) распадается на молеку35 лы водорода, кислорода и элеменКомпоненты для приготовления абмазки применяют в виде технического карбида бора ГОСТ 3647-71 и

5744"74, железной окалины - отходы

9 тарный углерод. При использовании указанного состава процесс борирования осуществляется за счет переноса активных атомов бора к насыщаемой поверхности за счет образовавшихся

s результате термического разложения стеариновой кислоты водорода, кислорода и углерода. Образовавшийся в результате взаимодействия карбида бора с водородом бороводород осуществляет и перенос бора через газовую фазу на насыщаемую поверхность, а вследствие восстановления бора водородом на поверхности насыщаемого изделия образуются активные атомы бора. Транспортирующим агентом является также кислород, который обеспечивает образование газовой фазы с высоким парцйальным давлением, и тем самым, интенсифицирует процесс насыцения бором.

Пример . Производят диффузионное насыщение образцов из стали 7Х3, 40ХСМФ, 5ХНМ. Обмазку готовят смешиванием порошкообразных компонентов с гидролизованным этилсиликатом. Готовят и испытывают 6 составов смесей, содержащих компоненты в оптимальном количестве (состав 3) и в граничных пределах (составы 2 и 4), а также ниже граничных значений (состав 1) и выше граничных значений (состав 5) . .Приготовлена и испытана известная смесь

6.

Составы приготовленных смесей при. ведены в табл.1.

3 4 5 6

50 40 39 45-60

32 40 41 25-40 кузнечно-термического производства, борного ангидрида марки "4" ГОСТ

4463-66, стеариновой кислоты ГОСТ

9419-60.

6069 6 дением в масле. После закалки - отпуск при 430 С в течение 3,5 ч. Твердость основы после термической обработки HRC — 45-47. При закалке в масле обмазка теряет целостность и отделяется от поверхности гравюры. Остатки обмазки удаляются с поверхности . гравюры металлической щеткой.

Результаты борирования в обмазках

1о штамповых сталей в течение 4 ч представлены в табл.2.

Таблица 2

Глубина слоя, мм на сталях

7ХЗ {900 С)

40ХСИФ {930 С)

5ХНН {900ОС) О, 116

О, l 22 О, 126 О, 128 О, 128 О, 121

0,152 О, 142

0,141 0,148 0,150

0,160 О, 169 0,171

0,151О, 152

О, 173

О, 165

0,172О, 173

Содержание стеариновой кислоты

2-43 объясняется следуоцим. При меньшем содержании снижается эффективность насыщающей способности бори- зв рующей смеси, при большем увеличение глубины слоя не наблюдается.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о повышении насыщаацей способности предложенного з состава по сравнению с известным в 1,5 раза с одновременным улучшением.условий труда путем замены фтористого натрия - токсичного активатора — безвредной стеариновой кислоты.

Формула изобретения

Составитель Д.Першеев

Техред N. Гайду . Корректор Е.Рошко

Редактор Н.Ромжа

Заказ 2895/12 Тираж 1049 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

ЮЮ Ь филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 92

Наносят обмазку слоем толщиной

3 мм на гравюру штампа шпателем. После сушки в течение 20 мин при комнатной температуре на воздухе штамп помещают в электропечь Ц-60, нагретую до 900 С. Дальнейшую обработку проводят по принятой для данной марки стали технологии термической обра" ботки: нагрев в безокислительной среде {древесном угле) до 860 С, выдержка в течение 3 ч с последуацим охлажI

Состав для борирования стальных изделий, содержащий карбид бора, борный ангидрид, железную окалину, и активатор, отличающийся

I тем, что, с целью интенсификации процесса насыщения и улучшения условий труда, он в качестве активатора содержит стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов вес. 3:

Карбид бора 40-60

Борный ангидрид 10-20

Железная окалина 25-40

Стеариновая кислота 2-4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

h" 524858, кл. C 23 C 9/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

У 619544, кл. С .23 С 9/04, 1976