Состав для жидкостного борирования изделий из черных металлов и сплавов

Состав для жидкостного борирования изделий из черных металлов и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советския

Социалистических

Республик ()953002 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 17.11.80(21) 3006838/22-02

Р1 М К з с присоединением заявки М2

С 23 С 9/10

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК:62.1 . .785. . 51. 06 (088. 8) Опубликовано .230882, Бюллетень Мо 31

Дата опубликования описания 23.08. ° 82

Н. Г. Илющенко, Я. Б. Чернов, A. И. Анфиноген

К.A.Ãóìåðîâ, Г.И.Журбенко, П.A ° Ìàëüöåâ и П.И.Евдокимов (72) Авторы изобретения

Институт электрохимии Уральского научного центра

AH.СССР (71) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ ЖИДКОСТНОГО БОРИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов и сплавов и может быть использовано в машиностроительной, металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Известен состав для жидкостного борирования металлов, содержащий бурУ и карбид бора. Оптимальным является состав, вес.Ъ: бура 70-60, карбид бора 30-40 ° Температура борирования 950-1100 С, время выдерж о ки 4-6 ч f17 .

Недостатками этого расплава является его большой унос с обрабатываемыми деталями иэ-за высокой вязкости, трудность -отмывки расплава от изделий,, что затрудняет использование технологии в промышленном масштабе., Стоимость расплава, содержащего 40% карбида бора и 60% буры, составляет 3,84 руб ° за 1 кг.

Боридный слой состоит иэ двух фаэ:

Fe B и FeB, Количество высокобористой фазы РеВ в боридном покрытии при

1000оC достигает 324.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является состав для борирования, содержащий, вес.%: карбид бора 30-40, хлористый натрий 10-15, бура — остальное. Температура борирования 1000 С, 0 время выдержки 5-6 ч f2) .

5 Недостатками известного состава является .большая стоимость (1 кг расплава, содержащего 30% карбида бора, 10Ъ хлористого натрия, 60Ъ буры, стоит 2,57 руб.), относительно большое содержание высокобористой фазы FeB в диффузиончом боридном покрытии (на Аркмо-железе при 1000 С о за 5 ч содержание FeB составляет

30-35Ъ), что приводит к большой хрупкости боридного слоя, и опасность и трудность работы с бурой, в состав которой входит 10 молекул водь1 (Иа В407 10Н О).. Требуется дополнительная операция сушки бУРы. В слУчае, когда в буре осталась влага, возможно вспенивание расплава и его выброс.

Цель изобретения — снижение хрупкости покрытия за счет уменьшения содержания фазы FeB, снижение стоимости расплава, улучшение условий труда и техники безопасности.

Поставленная цель достигается тем, что состав, содержащий карбид бора и галогениды натрия дополни953002 тельно содержит октоборат натрия при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Карбид бора 2-10

Октоборат натрия 60-85

Галогениды натрия .5.-3 8

Кроме того, в качестве галогенидов натрия используют фторид натрия, хлорид натрия и смесь фтори. да и хлорида натрия в соотношении

1:3-6.

Борирование ведут в расплаве следующего состава, вес.%: октоборат натрия (Na< В8О д ) 60-85, порошок карбида бора 2-10, хлорид или фторид натрия или их смесь — остальное.

Температура борирования 850-950 С, о время обработки 1-5 ч. Борирование проводя-. в металлическом стакане на открытом воздухе.

Пример 1. В металлический тигель загружают, вес.%: октоборат натрия 75,- хлорид натрия 15, фторид натрия 5, карбид бора 5. При выдержке.образцов иэ Ст.Х12М при 950 С получают боридный слой эа 1 ч толщиной 30 мкм за 5 ч — 80 .мкм. Фаза

FeB в боридном слое составляет

20 мкм. На Аркмо-железе в данном расплаве за 5 ч при 850 С получены слои толщиной 100 мкм, при 950 С

160 мкм.

Пример 2. В расплаве, содержащем, вес.%: октоборат натрия

78, хлорид натрия 15, фторид натрия

5, карбид бора 2, при 900 С за 5 ч на Аркмо-железе получен боридный слой толщиной 150 мкм.

Пример 3. В расплаве, содержащем, вес.%: октоборат натрия

85, фторид натрия 5, карбид бора 10 за 5 ч при 9000С на Аркмо-железе получен боридный слой толщиной

160 MKM.

Пример 4. В расплаве, содержащем,вес.%: октоборат натрия

80, хлорид натрия 15, карбид бора 5, при 900".С эа 5 ч на Ст. 5ХНМ.получен боридный слой толщиной 30 мкм, на Ст. У8-60 мкм.

Пример 5. В расплаве, содержащем, вес.%: октоборат натрия 60, хлорид натрия 30, фторид натрия 5, карбид бора 5, при 850 С за 5 ч на

Аркмо-железе получен боридный слой толщиной 100 мкм.

Пример 6. В расплаве, содержащем,вес.%: октоборат натрия. 62, хлорид натрия 38, карбид бора 10, при 900 С за 3 ч на Ст. У8 получен боридный слой толщиной 30 мкм.

Пример 7. В расплаве, содержащем, вес.%: октоборат натрия

85, хлорид натрия 5, карбид бора

10, при 950 С за 3 ч на Ст. у8 получен боридный слой толщиной 55 мкм.

Пример 8. В расплаве, со-, держащем, вес.%: октоборат натрия

60, хлорид натрия 33, фторид натрия

5, порошок карбида бора 2, при

850 С за 3 ч на Ст. 3 получен боридный слой толщиной 60 MKM

Таким образом, использование предлагаемого расплава удешевляет процесс борирования, снижает хрупкость покрытия, улучшает условия труда и

10 техники безопасности.

Предлагаемый расплав дешевле известного в 1,5-2,4 раза.

Предлагаемый расплав улучшает качество покрытия. Содержание в боридном покрытии высокобористой фазы FeB составляет 20-24%, т.е. на

10% меньше, чем в известном, вследствие чего уменьшается хрупкость диффузионного слоя на 10%.

Кроме того, расплав обеспечивает улучшение условий труда; Октоборат натрия в отличие от буры не имеет в своем составе влаги, поэтому нет

25 опасности вспенивания и выброса расплава при загрузке и работе с ним, что приводит к улучшению безопасности. Отпадает и дополнительная операция сушки солей. эо

Использование в качестве галогенида хлорида или фторида натрия или их смесей ускоряет процесс борирования и улучшает качество покрытия.

Формула изобретения

40 1 СОстав Для жиДКОстнОГО бОри рования изделий из черных металлов и сплавов, ссдержащий карбид бора и галогениды натрия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения хрупкости покрытия эа счет уменьшения содержания фазы FeB, удешевления процесса борирования, улучшения условий труда и техники безопасности, он дополнительно содержит октоборат натрия при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Карбид бора 2-10

Октоборат натрия 60-85

Галогениды натрия 5-38

S5 2. Состав по п.l, о т л,и ч а юшийся тем, что в качестве галогенидов натрия используют фторид натрия.

60 3. Состав по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве галогенидов натрия используют хлорид натрия ° .4. Состав по п.l, о т л и ч а ю- шийся тем, что в качестве га953002

Составитель Л.Бурлинова

Техред М. Рейвес Корректор М.Демчик

Редактор Г.Волкова

Заказ 6221/45 Тираж 1053 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 логенидов натрия используют смесь фторида и хлорида натрия в соотношении 1: 3-6.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ворошнин Л.Г. и Ляхович Л.С.

Борирование сталей М., Металлургия, 1978, с. 52-56. . 2. Металловедение и термическая обработка металлов, 1969, 9 5, -с. 74-78.