Расплав для борирования стальных изделий
РАСПЛАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ ОСТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий буру, хлориды щелочных металлов и борсодержащее вещество, отличающийс я тем, что, с целью повышения насьпдающей способности расплава и снижения хрупкости боридного слоя, он дополнительно содержит редкоземельный элемент при следующем соотношении компонентов, мас.%: Редкоземельный элемент5-20 Хлориды щелочных металлов1-30 Борсодержащее вещество 1-15 Бура Остальное
СОЮЗ COBETCHHX
ЮП
РЕСПУБЛИК ае oh за С 23 С 9/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я
К ASTOPOHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1-30
1-15
Остальное ф
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЙ (21) 3503530/22-02 (22) 20. 10.82 (46) 23.05.84. Бюл. Ф 19 (72) А.В. Ковалевский, Е.П. Присмотров, Ю.Д. Савельев и В.В. Сорока (71) Кировский политехнический институт (53) 621.785.51.06(088.8) (56) I Ворошин Л.Г., Ляхович Л.С.
Борирование стали. М., "Металлургия", 1978, с. 55.
2. Авторское свидетельство СССР
Ф 533671 кл. С 23 С 9/10, 1973.,(54)(57) РАСПЛАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий буру, хлориды щелочных металлов и борсодержащее вещество, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения насыщающей способности расплава и снижения хрупкости боридного слоя, он дополнительно содержит редкоземельный элемент при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:
Редкоземельный элемент 5-20
Хлориды щелочных металлов
Борсодержащее вещество
Бура
1093727
Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, в частности к безэлектролизному жидкостному борированию, и может быть использовано для создания защитных покрытий высокой твердости на деталях и инструментах и для восстановления изношенных деталей.
Известен расплав для безэлектролизного жидкостного борирования, содержащий буру, хлорид натрия и порошок элементарного бора, обладающий хорошей насьпценной способностью 1
Недостатком указанного расплава является потеря дорогостоящего порошка бора во время его загрузки в расплав. Кроме того, для.улучшения технологии процесса борирования требуется дальнейшее повышение насыщающей способности расплава, а для улучшения качества боридного слоя, получаемого при борировании сталей из данного расплава — снижение хрупкости слоя.
Наиболее близким но технической сущности и достигаемым результатам
25 является расплав для борирования, содержащий 1-15 полиборида магния, 1-30 хлорида щелочного металла и
88-982 Гуры (2 .
Однако насыщенная способность из- ЗО вестного расплава недостаточно высока, а боридный слой, получаемый при обработке в нем, имеет значительную хрупкость.
Цель изобретения — повышение на- 35 сьпцающей способности расплава и снижение хрупкости боридного слоя.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый расплав, содержащий буру, хлориды щелочных металлов и 40 борсодержащее вещество, дополнительно содержит редкоземельный элемент, при следующем соотношении компонентов, мас. .:
Редкоземельный элемент 5-20 45
Хлориды щелочных металлов 1-30
Борсодержащее вещество 1-15
Бура Остальное
В качестве борсодержащего вещества используют аморфный бор и полиборид магния, который при высокой температуре легко разлагается с выделением элементарного бора. Без наличия этих компонентов процесс борирования не происходит, а в расплаве буры и хлоридов изделия корродируют.
При исследовании влияния редкоземельных элементов на насьпцающую способность расплава опробуют следующие редкоземельные элементы (РЗМ): лантан, церий, неодим, празеодим, самарий, Качественный рентгеноструктурный анализ показал, что в боридном слое насьпценных в предлагаемом расплаве образцов различных сталей присутствуют, наряду с боридами железа, бориды редкоземельных элементов. О величине насьпцающей способности расплава судят по толщине слоя, получаемой за одно и то же время при одной и той же температуре, и по привесу на единицу площади образца за единицу времени. Оценку хрупкости диффузионных слоев осуществляют по числу и характеру трещин у отпечатков алмазной пирамиды с прямоугольным ос" нованием, вдавливаемой при нагрузке
P = 200 r в исследуемую поверхность.
На каждом образце делают по 25 отпечатков, которые оценивают по пятибалльной системе с последующим расчетом суммарного балла хрупкости.
В расплав, содержащий плавленную буру, хлористый калий и полиборид магния, вводят РЗМ в виде гранул размером 5-8 мм при интенсивном перемешивании без применения защитной атмосферы. В расплав погружают образцы из стали У8 и Ст.3 и выдерживают при 1223 К 3 ч. Для равномерного насыщения расплав перемешивают со скоростью примерно 1 об/с.
Составы опробованных расплавов и результаты испытаний приведены в табл.1.
1093727 сЪ О
0Ъ О л л
В О 00
О М ОЪ O
ОСЪ М М т» D
О О
° В л
00
ССЪ л
О О О О О О О О О О
° 4. 00 Ф ССс И 00 Ф Ch cO С!Ъ
М С Ъ СС С Ъ С Ъ б С Ъ
I О
СО
I с Ъ
О ° О
О 00
М М
О О л Оъ
М Ф
О О
К) О\
Ж
cd Х
Я Pl Э
Х О Эcc
А Э C4Е
Э Х
0(g4 +
Э 3
ОЪ О л ° 1
ОЪ О
О 00 СЧ О 0 л л л л л ° л сЪ;,с 0О Л Л
Ю л
О - СЧ О л л л л
1 с Ъ М М МЪ
I м
cd
Э М
Х л
Э cd
Р
СЧ
М
СЧ
СЧ
М
СЧ
СЧ
cd
Х
I
I ei ! ° с0
Е 1
O ъ
М
1ч
М
00 °
1 & з О
CO ° 00
I & 1 з О
1
Х
СсЪ
Р
М
О
0!
Е л
cd
Х
0! !
I ЫХ
ЛЛх
1 Х
1 Ж
o Д K u 1 I0 1 cd 1 & О О СЧ Ю Ю СЧ О! Х cd С0 Э С:4 С0 Х I Г4 5 „1 СЧ 1 1 :т 1 I 1 1 1 1 1 1 1 )Ц Д ОсО ХСЧ л А ! 4 о ы I I л О О О D О О СЪ О сСЪ ССЪ ..4 ч» ч а» СЧ СЧ С Ъ М С Ъ М ° 00 ° 00 ° н О О „"ьъ О 1093727 I э мъ о О с"Ъ л л о Oф лиЪ «Ч Е rl .- . e4 Q л л л л л ° ° о,о сч o о О в о о ° 1. л » л л » л л ° ° юо оо Cn Ю ссЪ сс чФ 3 фа ф Д сЪ «Ъ с ° ° 4 t ° »» »» -о л О O © Ю O ) e, «O с е мЪ .ЮО OO OO OO О Ю СЧ м д о o фф х 3 о о е л л л л л ,с) р с л о о «ч о л л л л с в ф сс) с»Ъ с Ъ с»Ъ с»Ъ сс1 с Ъ «ФЪ с Ъ «О ф CO ° CO ° ф ° ф ) ). ) f ) ) ) f ) ). хо) vav o>v>v> л л л л л о Ю Ю «Ч Ю сч CO иЪ v a 6f «tj й» с О\ сО л л е э с»Ъ CV «Ч с Ъ CV CV с Ъ CV CV ссЪ «4 «Ч сч « ) ф ф л сЪ а с»Ъ «М «4 ссЪ ° ф f ) o a о о о е л о сс) ° «о f о «О ссЪ 1093727 Т абл ица 2 Расплав Суммарный балл хрупкости при (Р=200 г) Е 200 Состав расплава, мас. 7 Удельный привес за единицу времени,. мг/см ° ч Марка стали Борсодержащее Р3М вещество, 67. 207 Галогениды щелочных металлов 207 1. КС1 9,0 La Ст.3 t 00 Полиборид магния 8,5 У-8 0,90 9,0 Ст.3 1,00 Аморфный бор 8,5 0,86 У-8 1,00 2. NaC1 9,0 La Ст.3 То же 8,5 0,86 У-8 1,00 9,0 Ст.3 0,86 8,5 У-8 3. LiC1 9,0 1,00 La Ст.3 0,86 У-8 8,5 9,0 1,00 Ст.З У-8 0,86 8,5 П р и м е ч а н и е. Все три состава расплава содержат 547. буры. Тираж 900 По писишке ВНИИПИ Заказ 3381/24 И Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что вне зависимости от типа хлорида щелочного металла и борсоКак видно:из табл. 2, при содержании редкоземельного элемента менее 45 5 мас.7., насыщающая способность расплава увеличивается незначительно, при содержании редкоземельного элемента более 20 мас.7. насыщающая способность не возрастает. При.использовании предлагаемого расплава в сравнении с известным про- цесс насыщения интенсифицируется в 2-3раэав хрупкость покрытия уменьшается 55 при сохранении уровня микротвердости. держащего вещества (аморфного бора .или нолиборида магния) влияние добавки Р3М однозначно. Предлагаемый расплав обеспечивает возможность увеличения срока службы .деталей и расширение номенклатуры борируемых изделий за счет увеличения толщины слоя и снижения его хрупкости; при заданной толщине боридного слоя достигается экономия электроэнергии за счет сокращения времени протекания процесса; уменьшаются потери прочности основы борируемых иэделий в результате выдержки при высоких температурах за счет сокращения времени выдержки.
