Способ диффузионного борирования

Способ диффузионного борирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистически к республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 937531 (61) Дополнительное к авт. синд-ву (22)Заявлено 01.08.80 (21) 2968383/22-02 (51) М. Кл.

С 23 С 9/04 с присоединением заявки РЙ

Ъ (23) 11риори гет тощ4«рстэкк«ык ком«тот

CCCP

«о дв«ам «зобретенкб и открыт«й

Опубликовано 23 ° 06 ° 82 Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 23.06.82 (53) УДК 621 795. . 51.06 (088. 8) Г.Д. Габинская, Н.М.Колесник, fi.Ã.Ìàðüþøêèí и В.Н.Товпыга (72) Авторы изобретения

Краматорский научно-исследовательский- и-праектнЬ - : технологический институт машиностроения (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОГО БОРИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к химикотермической обработке и может быть использовано для борирования металлических деталей.

Известен способ борирования из паст, который заключается в том, что карбид бора (504) и криолит Na>A1F (50ь) замешивают на гидролиэованном этилсиликате и полученную бораодержащую пасту кистью или шпателем наносят на насыщаемую поверхность (1j.

Недостатком этого способа является низкая производительност.ь из-эа необходимости специального приготовления борирующей пасты, применения больших физических усилий при работе, особенно при нанесении пасты на длинно мерные детали, невозможности упрочив-у ния внутренних отверстий и деталей сложной концигурации.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигае2 мому эффекту является способ бориров а ни я иэ паст .

Карбид бора (843) и техническую буру (163) замешивают на жидком стекле и полученную борсодержащую пасту наносят на насыщенную поверхность методом окунания, просушивают в течение 20-30 мин, затем на слой активной пасты наносят слой защитной обмаэки. После просушки защитной обмаэки производят борирование. Этот метод нанесения пасты способом окунания прост в исполнении и обеспечива" ет небольшие расходы борсодержащих,:. реагентов f23.

Однако недостатком известного спо" соба является трудоемкость и неравномерное упрочнение поверхности изделий. Это обусловлено тем, что при нанесении пасты по этому способу образуется неравномерная толщина слоя пасты в верхних и нижних частях изде-лия, „-подтеки и натеки на аоверхностях, наплывы на концах и кромках, с кото9375

3 рых стекает избыток пасты. Кроме того, изделия, подлежащие упрочнению, не должны иметь глубоких карманов, и конфи гураци я их должна обеспечив ат ь полное и равномерное стекание избытка пасты со всей покрываемой поверх-, ности, при упрочнении тяжелых и длинномерных деталей необходимо использование пневмо-подъемников, быстроходных талей или др. средств переме- о щения деталей. Также при борировании по известному способу необходимо наличие дополнительных площадей для установки на них ванны с пастами. При этом размеры, ванн должны зависеть от размеров упрочняемых деталей, вида и объема производства и степени его механизации, Цель изобретения - снижение трудоемкости нанесения борсодержащего состава, Эта цель достигается тем, что нанесение борсодержащего состава производят в следующем порядке — вначале напыляют буру на предварительно нагре тую до температуры плавления буры насыщаемую поверхность, а затем напыляют карбид бора и наносят путем пульверизации защитную обмазку, после чего детали нагревают любым источником тепла (печной нагрев, нагрев ТВЧ и др.) и выдерживают в течение заданного времени.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что не требует приготовления специальнои борсодер35 жащей пасты: при струйном напылении на нагретую поверхность изделия частички порошка буры, распыляясь, растекаются по поверхности тонким рав4а номерным слоем. Жидкая прослойка, л сохранясь весь период насыщения, обеспечивает более быстрый подвод атомов бора к насыщаемой поверхности.

Последующее напыление порошком карбида бора создает вокруг жидкой прослойки из расплавленной буры как бы жесткий каркас, препятствуя тем самым стеканию ее с поверхности детали, а нанесение на реакционный слой путем пульвериэации защитной обмазки - предохраняет от окисления.

Предлагаемый способ осуществляют со следующей последовательностью операцйй,: нагревают изделие до 800850а С, производят струйное напыление буры на нагретую поверхность с помощью установки струйного напыления, производят струйное напыление

31 4 на расплавленный слой буры порошка карбида бора с помощью установки струйного напыления, наносят на реакционный слой защитную обмаэку методом пульверизации, например, пульверизационным аппаратом конструк. ции Уралмашзавода, производят насыщение при температуре борирования, Пример. Проводят химикотермическую обработку планок из

Ст.45 размером 30х10х300 мм.

Техни чес кую буру, ГОСТ 8429-69, в количестве 60 г засыпают в установку для струйного напыления порошкообраэных смол.

П риготавливают защитную обмазку, для чего белую глину и жидкое стекло тщательно перемешивают до гомогенного состояния (10 мин). Защитную обмазку заливают в пульверизационный

|аппарат конструкции Уралмашзавода (1 мин). Помещают в деталь в индуктор ТВЧ и подвергают индукционному нагреву от генератора ЛГ-60 до температуры 830оС (3 мин).

Производят струйное напыление буры в количестве 300 г на нагретую поверхностЬ детали установкой струйного напыления мин и засыпают в установку струйного напыления карбид бора в количестве 300 г (2 мин).

Производят струйное напыление карбида бора на расплавленный слой буры (1 мин) .

Наносят пуль веризационным аппаратом на реакционный слой защитную обмазку равномерным слоем толщиной 1,0

1,5 мм (1 мин) и производят насыщение при индукционном нагреве до

950оС в течение 6 мин .

Всего на указанные операции затрачивают 27 мин.

Для сопоставительного анализа производят борирование по известному способу. Для этого производят следующие операции.

Карбид бора, зернистостью 12П, ГОСТ 3647-71, в количестве 2 кг и техническую буру, ГОСТ 8429-69, в количестве 400 г помещают в отдельную емкость и тщательно перемешивают с жидким стеклом в течение 20 мин.

Детали окунают в емкость с активной пастой, извлекают из нее и дают возможность стечь излишкам пасты (8 мин) .

Просушивают детали с нанссенным слоем активной пасты в течение 20 мин.

5 9375

За этот же период (20 мин) приготавливают защитную обмаэку, для чего белую глину и жидкое стекло тщательно пере меши в ают до гомогенно ro сост ава. После этого приготовленную защит-. ную обмазку заливают в пульвериэационный аппарат конструкции Уралмашэавода.

На просушенные детали со слоем активной пасты наносят пульвериэационным аппаратом защитную обмаэку равно- 16

Планка Толщина диффузионного. Продолжительность слоя мм технического процесса, мин

Химико-термическая обработка

По известному способу

0,16

0,16

0 17

0,14

53

0,14

0,16

52 (По предлагаемому способу

0,16

26

0,15

0,16

0,14-0,16

27

0,15

0,17

Ф зи с чем снижается трудоемкость процесса борирования и повышается про" иэводительность труда, снижается расход основных материа в лов (техническая бура, карбид бора)", можно упрочнять детали различной конфигурации и размеров, восстанавливать изнощенные детали, производить местное упрочнение, механизировать трудоемкие ручные операции, повышается гигиена труда и куль" тура производства.

Из таблицы видно, что по предла- гаемому способу продолжительность технологического процесса борирования ниже на 506.

Вследствие того, что нанесение .борсодержащего состава производится вначале путем напыления " ;ы на предварительно нагретую до т емпературы плавления буры нас ".щаемую поверхность, а затем напыляют карбид бора: исключается необходимость приготовления борсодержащей пасты, в свя

31 .d мерным слоем толщиной 1,0- 1,5 мм (1 мин).

Помещают деталь в индуктор ТВЧ и производят насыщение при индукционном нагреве до 950оС в течение 6 мин.

Всего на укаэанные операции затрачивают 55 мин.

Данные металлографического анализа приведены в таблице .

Формула изобретения

93753

Составитель Н.Шепитьков

Техред И. Гайду Корректор Н.Швыдкая:

Редактор Г.Волкова

Заказ 4383/35 Тираж 1053 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

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

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

Способ диффузионного борирования деталей, включающий нанесения защитной обмазки и борсодержащего соста ва на насыщаемую поверхность детали с последующим ее нагревом до температуры насыщения и выдержкой при этой температуре, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудо- ф емкости процесса, борсодержащий состав наносят последовательно в виде двух слоев - в начале слой буры, а

1 8 затем слой карбида бора, при этом перед нанесением борсодержащих слоев деталь нагревают до температуры плавления буры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Минеевич А .Н. и Улыбин Г.H.

"Металловедение и обработка металлов", 1959. и 4, с.58-60.

2, 6ояэитов М.M., Волков В.А. и Алиев А.Л. "6орирование из паст в условиях печного нагрева" ° M., 1976, 1" 5, с. 53.