Состав для комплексного насыщения стальных изделий

 

СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, со держащий карбид вольфрама, борсодержащее вещество и фтористый натрий, отличающийс я тем, что, с целью повьшения тичности диффузионного слоя при сохранении его износостойкости, состав дополнительно , содержит кобальт и окись никеля, а в качестве борсодержащего вещества - аморфный бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: Карбид вольфрама 20-40 Аморфный бор 15-25 Фтористый натрий 2-8 Кобальт20-30 Окись никеля 15-25 г

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(sl) С 23 С 12/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbffMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3676748/22-02 (22) 20. 12. 83 (46) 30. 06. 85 ° Бюл. N - 24 (72) В. А. Вогов, Н.M. Лернер, P.Ã. Березин и Н.В. Авдеев (71) Чирчикский филиал Всесоюзного научно-исследовательского проектного института тугоплавких металлов и твердых сплавов (53) 621.785.51.06(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1Ф 808553, кл. С 23 С 9/04, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 722998, кл. С 23 С 9/04, 1978.

„„SU„„3 4 35 (54) (57) СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий карбид вольфрама, борсодержащее вещество и фтористый натрий, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения плас : тичности диффузионного слоя при сохранении его износостойкости, состав дополнительно. содержит кобальт и окись никеля, а в качестве борсодержащего вещества — аморфный бор при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Карбид вольфрама 20-40

Аморфный 6ор 15-25

Фтористый натрий 2-8

Кобальт 20-30

Окись никеля 15-25

1164315

0,,1-5,0

О, 1-15,0

Поставленная цель достигается тем,50 что состав для комплексного насьпцения стальных изделий, содержащий карбид вольфрама, борсодержащее вещество и фтористый натрий, дополнитель-. но содержит кобальт и окись никеля, 55 а в качестве борсодержащего веществааморфный бор, при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть применено в качестве насьпцающей среды для диффузионного упрочнения стальных изде- 5 лий.

Известна смесь для диффузионного насьнцения (1), состоящая из никель-, вольфрам-, натрий-, калийсодер>кащих веществ при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Окись никеля

Трехокись вольфрама

Эвтектическая смесь вольфраматов калия и 15 натрия .Остальное

Однако известный состав пригоден только для электрохимического насыщения, сложен в экплуатации, требует применения дорогостоящего оборудова- 20

l ния и использования источников постоянного тока. Кроме того, получаемые при насьпцении из данного состава никельвольфрамовые слои не позволяют пдлучить максимальный уровень износо-25 стойкости диффузионного покрытия, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является состав для боровольфрамирования стальных изделий (2)>3Q содержащий карбид бора, натрий фтористый и железную окалину при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбид бора 40-60

Карбид вольфрама 10-15

Натрий фтористый 4-10

Железная окалина 25-30

Известный состав позволяет проводить насьпцение в окислительной среде без защитной оснастки. Однако полу- 4О чаемые при насьпцении из данного состава боровольфрамированные слои не обеспечивают получение высокого уровня пластичности диффузионного слоя.

Целью изобретения является повышение пластичности диффузионного слоя при сохранении его износостойкости.

Карбид вольфрама 20-40

Аморфный бор t5-25 фтористый натрий 2-8

Кобальт 20-30

Окись никеля 15-25

Введение в предлагаемый состав порошков кобальта и окиси никеля в количествах соответственно 20-30;

15-25 способствует образованию <4твердого раствора кобальта и никеля в железе, обладающего повьппенной пластичностью.

Содержание карбида вольфрама в смеси менее 207 не обеспечивает необходимой твердости и износостойкости получаемого слоя. При содержании карбида вольфрама более 407. резко снижается пластичность слоя„

Содержание в составе кобальта менее 20% приводит к снижению пластичности получаемого слоя. При содержании кобальта более 307. снижается твердость и износостойкость нанесенного слоя.

Содержание бора менее 157. недостаточно для образования необходимого количества боридов, что приводит к снижению износостойкости. Содержание бора более 25% приводит к снижению пластичности слоя.

Содержание окиси никеля менее 15% недостаточно для образования связующей фазы в необходимом количестве в получаемом слое. Содержание окиси никеля более 257. приводит к снижению твердости и износостойкости получаемого слоя.

Содержание фтористого натрия менее 27 недостаточно для образования необходимого количества флюса, что приводит к снижению износостойкости слоя. Содержание фтористого натрия более 87. приводит к получению пористого слоя вследствие избытка фторида .

В смесь указанных компонентов помещают упрочняемые детали и в атмоо сфере водорода при 1100- 1200 С в течение 4 — 10 ч осуществляют процесс химико-термической обработки.

Использование восстановительной атмо" сферы позволяет не только активировать поверхности металлических порошков и восстановление окислов металлического никеля, но и диффузию атомов элементов состава насьпцения в поверхностные слои упрочняемой детали.

Структура полученного покрытия представляет собой эвтектическую оказашель Износ, 2 рупкости, мг/см.км

100

Состав, N T-1

ЦС В, Ni0 NaF

25

0,006 30

40

34

О, 005

0,004

25

20. 24

27

0,005 35

0,004

30, 31

35

0,006 36

25

0,007

30, В С

0,008 40

0,005 58

13

27

3 11643 смесь М -твердого раствора карбидов типа (Fe, W, СО)г С6 и боридов FeB и Fe2Â, легированных кобальтом, воль- фрамом и никелем. Микротвердость такого покрытия на стали У8А 15001600 кг/мм . Микротвердость переходг ной зоны 800-900 кг/мм (Н =50).

Пример ° Состав для комплексного диффузионного насьпцения готовили смешением порошкообразных компонен-.... 10 тов фракцией 0,1-0,2 мм в обычных условиях.

Компоненты для приготовления сме-. си применяли в виде карбида вольфрама (ГОСТ 20559-.75),кобальта (ГОСТ 9721-79)15 аморфного бора (ГОСТ 10068-75), окиси никеля (ГОСТ 4331-68), фтористого натрия (марки "Ч", ГОСТ. 4463-66).

Термодиффузионное насыщение из предлагаемого состава проводили на об- 20 разцах из стали У8А размерами 10х10к х10 мм. Образцы помещали в подготовленный состав, насыпанный в керамическую лодочку с таким расчетом,чтобы на один образец приходилось по периметру 2-3 см реакционной смеси.

Лодочку с образцами помещали в печь с атмосферой водорода, нагретую до температуры процесса химико-термичесо кой обработки (1200 С) и выдерживали

6 ч. После процесса диффузионного на- сыщения проводили закалку и отпуск исследуемых образцов.

Результаты диффузионного насьпцения стали У8А после обработки из со35 ставов, содержащих -компоненты в pasСодержание компойентов, вес.%

15 ф личных соотношениях, представлены в таблице.

Как видно из таблицы, показатель хрупкости диффузионного слоя, образованного на стали У8А в течение 6 ч, составляете = 100=0,04, в то же время насьпцение из известного состава при тех же условиях позволяет получить величину 0,008.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о повышении пластичности диффузионного слоя из предлагаемого состава по сравнению с известным в 1,3-2,0 раза.

Испытания на износостойкость упрочненных образцов из стали У8А после насьпцения их-из известного и предлагаемого составов покарали, что при температуре в зоне.. трения

400 С износостойкость остаетс на

0 одном уровне.

Показатель хрупкоcTH определяли на микротвердомере ПМТ-3 по известной методике.

Использование предлагаемого состава для диффузионного упрочнения сталь. ных изделий обеспечивает по сравнению с известными составами увеличение пластичности диффузионного слоя на 30-100% возможность получения диффузионного слоя на деталях сложной конфигурации, больших габаритов и сохранение высокого уровня износостойкости покрытия.

1164315

Продолжение таблицы оказатель рупкости, 100

Износ, и мг/см км нентов, вес.й

В NiO .. NaF

42

13

15 0,012 51

32

О, 007 48

12 (прототип) 12 е

5-35 О, 008 33 железная окалина

53,В4 С

Заказ 4158/26 Тираж 900. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель С. Столпннкова

Редактор Л. Алексеенко Техред Т.Фанта Корректор Л. Бескид

Состав для комплексного насыщения стальных изделий Состав для комплексного насыщения стальных изделий Состав для комплексного насыщения стальных изделий Состав для комплексного насыщения стальных изделий 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химико-термической обработке, в частности к средам для многокомпонентного диффузионного насыщения поверхности металлов

Изобретение относится к химико-термической обработке деталей в циркулирующей газовой среде и может найти широкое применение как в энергетическом машиностроении, в частности авиационном и космическом, так и в других отраслях народного хозяйства

Изобретение относится к области металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано для повышения износо-, жаро- и коррозионной стойкости деталей машин на предприятиях металлургической, авиационной, химической, судостроительной, машиностроительной и др

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в любой отрасли машиностроения
Изобретение относится к области ремонта и упрочнения деталей металлургического, машиностроительного и другого оборудования
Изобретение относится к области ремонта и упрочнения деталей металлургического, машиностроительного и другого оборудования

Изобретение относится к термодиффузионной обработке изделий из металлов и сплавов и может быть использовано в машиностроении, химической, авиационной, газовой промышленности и автомобилестроении

Изобретение относится к области металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано для повышения износо-, жаро- и коррозионной стойкости деталей машин на предприятиях металлургической, авиационной, химической, судостроительной, машиностроительной и др

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может найти широкое применение в машиностроении

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и может быть использовано в различных областях промышленности для повышения эксплуатационных свойств деталей и изделий

 

Наверх