Состав для борирования стальных деталей

Состав для борирования стальных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (щ986959

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социапистнческик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27,11.81 (21) 3357764/22-02 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 07.01,83. Бюллетень .Рй

Дата опубликования описания 07.01.83 (51)М. Кл.

С 23 С 9/04 Ьаударсжииый комитет

СССР ло делам иэабретеиий к открытий (53) УДК621.785. ,51,06 {088.8) ;ъ

В,С.Àðàêåëâí, С.О.Болдовская и И.Л.Слуцкими

1. (72) Авторы изобретения т % I (7!) Заявитель

{54) СОСТАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ

ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к метал— лургии, а именно к химико-термической обработке, в частности к термодиффузиойному борированию в обмазках, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения с целью повышения износостойкости поверхностных слоев.

Известен состав 1 1) для борирования, содержащий следующие компоненты, sec,3:

Карбид бора 45-60

Борный ангидрид 2-10

Фтористый натрий 5-10

Железная окалина 25-40

Процесс насыщения из данного состава и указанных составов отличается низкой технологичностью, так как компоненты, входящие в эти составы, требуют предварительного измельчения в вибро- или шаровых мельницах до размера фракций 0,050 ° 1 мыл

Кроме того, при насыщении из этих составов образующиеся слои обладают недостаточной стойкостью при интенсивном абразивном воздействии, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достига- емому эффекту является состав (2), который содержит следующие компоненты, весА:, Карбид бора 40-50

Борная кислота 2-4

Кремний 5-11 фтористый натрий . 3-6

Железная окалина Остальное

При насыщении из данного состава образующийся боридный слой облада" ет высокой износостойкостью и пони женной хрупкостью.

Борирование осуществляют методом го обмазок в окислительной среде без защитной обмазки. Связующим служит гидролизованный этилсиликат.

Однако входящая в данный состав железная окалина требует предвари695,9

30

5S

3 98 тельного измельчения и просеивания до размера фракции 0,05-0,1 мм. Также в процессе приготовления пасты данную смесь трудно усреднить в связи с различным весом частичек железной окалины и остальных компонентов смеси, что затрудняет нанесение на насыщаемую поверхност.ь однородного по составу слоя пасты, Использование в качестве связки гидролиэованного этилсиликата, также усложняет процесс приготовления пасты, так.как процесс гидролизации этилсиликата характеризуется определенной сложностью и длительностью.

Срок хранения гидролизованного этилсиликата, как правило, не превышает двух суток.

Все это значительно снижает технологичность приготовления и нанесения смеси на насыщаемую поверхность - тех нологичность смеси.

Кроме того, недостатком данного состава является то, что после процесса химико-термической обработки на насыщаемой поверхности остается много участков с остатками приварившейся смеси, Наличие таких участков приводит к увеличению трудоемкости по очистке деталей после насыщения и, как следствие, тормозит широкое внедрение данного состава в производстве.

Целью изобретения является насыщение технологичности смеси и улучшение чистоты обрабатываемой поверхности.

Цель достигается тем, что в состав, содержащий карбид бора, борную кислоту, кремний, фтористый натрий, дополнительно вводят цирконовую пудру и тальк при следующем соотношении компонентов, aec,3 ;

Карбид бора 40-50

Борная кислота 2-4

Кремний 5-11

Фтористый натрий 3-6

Цирконовая пудра 20-35

Тальк Остальное

Предлагаемый состав позволяет проводить процесс термодиффузионного насыщения в обычной окислиГельной а*мосфере без защитной обмазки при дпительных выдержках. Борирование осуществляется методом обмазок.

Входящие в состав цирконовая пуд ра (96-981) ZrO и тальк - слоистый сипикэт Нрэб |эйэ)ОНэ устойчивы при высоких температурах, что позволяет сохранить целостность пасты при насыщении и предохраняет насыщаемую поверхность от контакта с кислородом воздуха. Кроме того, они значительно уменьшают жидкотекучесть пасты при температурах насыщения, что позвопяет борировать детали слож. ной конфигурации.

Цирконовая пудра и тальк обладают. высокими антипри гарными свойствами, что фактически устраняет приваривание шихты к поверхности после насыщения.

При борировании из предложенного состава тальк вместе с водным раствором силикатного клея служит в качестве связующего. Водный раствор силикатного клея концентрацией 5-503 вводят из расчета 100-3003 по атно" шению к весу сухих составляющих пасты. Это устраняет сложный процесс гидролиэации этилсиликата. Кроме того, цирконовая пудра и тальк имеют размер фракции 0,02-0;04 мм, что ис. ключает предварительную подготовку смеси перед приготовлением обмазки.

Пример . Термодиффуэионное борирование проводят на образцах из стали 5ХНИ.

Обмазку толщиной 4-6 мм на образцы наносят методом окунания, Образцы с нанесенным слоем пасты сушат при 100-150 С в течение 20-40 мин, После сушки образцы помещают в электропечь, нагретую до 900ОС, и выдер-; живают 4-6 ч, Закалку производят с температуры диффузионного насыщения.

Ниже представлены примеры диффузионного насыщения образцов из стали 5ХНй.

Испытание на износ образцов из стали 5ХНИ проводят при следующих параметрах трения; скорость скольжения, 0,42 м/с, давление l50 кг/см, тем" пература в зоне трения 550 С. ю

Данные испытания на износостойкость приведены в табл. 2.

Как видно из табл, 2, предложенный состав для термоборирования обеспечивает получение диффузионного слоя .с высокой износостойкостью, не уступающей прототипу.

Испытания по привариванию смеси на упрочияемую поверхность проводят на образцах .из стали 5ХНИ, Количе986959 ственно приваривание смеси к насыщаемой поверхности оценивается визуально. о

Насыщение осуществляется при 900 t и длительности 4 ч, / Таблица 1

Состав

Содержание компонентов, вес.3

35 . 10

15

14

20 Борирование из соста вов

Борирование из сос-.тавов

30

2-4

3-6

30-45

27-30 — Прототип .

Прототип

Карбид бора 40-50

Борная кислота 2-4

Кремний 5-11 фтористый натрий 3-6

4s Цирконовая пудра 20-25

Тальк Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

so М 524858, кл. С 23 С 9/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

;по заявке И 3279123, кл. С 23 С 9/04, 1981 формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 10216/4 . Тираж 354. Подписное

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

Данные испытания приведены в, табл. 3.

Состав для борирования стальных деталей, содержащий карбид бора, борную кислоту, кремний и фтористый натрий, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности. смеси и улучшения чистоты обрабатываемой поверхности, он дополнительно содержит цирконовую пудру и тальк при следующем соотношении компонентов, вес.3:

Таким образом, предлагаемый состав для термодиффузионного борирования обеспечивает получение диффузионного слоя с высок,ой износостой"

S костью, при этом характеризуется высокой технологичностью смеси и малой степенью приваривания ее к насыщаемой поверхности.