Легирующее диффузионно-насыщающее покрытие

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии поверхностного упрочнения режушего и штампового инструмента. Цель изобретения - повышение эксплуатационных свойств штампового и режуш,его инструмента. Легируюш,ее диффузионно-насыщающее покрытие содержит феррованадий, ферротитан, хлористый аммоний, ферромолибден, декстрин, карбамид, бор, алюминий, никель и науглероживаюш.ий компонент при следуюш,ем соотношении компонентов, мас.°/о: науглероживающий компонент 3, 5...7, ферротитан 7...14, ферромилибден 3, 5...7, феррованадий 3,5...7, алюминий 3,5...7, бор 7...14, карбамид 0,7... ...2,1, хлористый аммоний 0,35...0,7, декстрин 3,5...7, никель - остальное. В качестве науглероживающего компонента предлагается использовать ацетиленовую сажу. Реализация изобретения обеспечивает высокие эксплуатационные свойства инструмента.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4047647/23-02 (22) 16.01.86 (46) 23.09.88. Бюл. № 35 (72) Ю. С. Ушаков (53) 621. 746. 589:621. 793.6 (088. 8) (56) Полевой С. А., Евдокимов В. Д. Упрочнение металлов. — М., Машиностроение, 1986, с. 164 — 165. (54) ЛЕГИРУЮЩЕЕ ДИФФУЗИОННОНАСЫЩАЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии поверхностного упрочнения режущего и штампового инструмента. Цель изобретения — повышение эксплуатационных свойств штам,.SU „„1424961 А 1

<д) 4 В 22 D 1900 В 22 С 300 пового и режущего инструмента. Легирующее диффузионно-насыщающее покрытие содержит феррованадий, ферротитан, хлористый аммоний, ферромолибден, декстрин, карбамид, бор, алюминий, никель и науглероживающий компонент при следующем соотношении компонентов, мас.%: науглероживающий компонент 3, 5...7, ферротитан 7...14, ферромилибден 3, 5...7, феррованадий 3,5...7, алюминий 3,5...7, бор 7...14, карбамид 0,7... ...2,1, хлористый аммоний 0,35...0,7, декстрин

3,5...7, никель — остальное. В качестве науглероживаюшего компонента предлагается использовать ацетиленовую сажу. Реализация изобретения обеспечивает высокие эксплуатационные свойства инструмента.

1424961

0,35 — 0,7

3,5 — 7

Остальное

Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии поверхностного упрочнения литого режущего и штампового инструмента.

Цель изобретения — повышение эксплуатационных свойств штампового и режущего инструмента.

Покрытие включает феррованадий, ферротитан, хлористый аммоний, науглероживающий компонент и дополнительно содержит форромолибден, декстрин, карбамид, бор, алюминий и никель при следующем соотношении ингредиентов, мас. /p..

Науглероживающий компонент 3,5 — 7

Ферротитан 7 — 14

Ферромолибден 3,5 — 7

Феррованадий 3,5 — 7

Алюминий 3,5 — 7

Бор 7 — 14

Карбамид 0,7 — 2,1

Хлористый алюминий

Декстрин

Никель

В качестве науглероживающего компонента предлагается использовать ацетиленовую сажу. При ее содержании в составе менее 3,5 мас.о/p не достигается достаточная степень легированности твердого раствора углеродом, что отрицательно сказывается на эксплуатационных свойствах инструмента (режущих свойствах); при содержании ее выше верхнего предела происходит перенауглероживание жидкого расплава, что приводит к резкому увеличению карбидной фазы и понижению содержания легирующих элементов в твердом растворе.

Входящий в состав покрытия алюминий предупреждает образование окислов, выгорание углерода, легирующих элементов. При его содержании менее 3,5 мас. /p, указанного эффекта не наблюдается и в результате ухудшается качество отливок; если же его количество превышает 7 мас. /p, резко ухудшаются прочностные характеристики инструмента из-за увеличения содержания алюминия в твердом растворе и по границам зерен.

Декстрин является связующим и одновременно препятствует окислению жидкого расплава. При уменьшении его содержания ниже нижнего предела не предупреждается окисление, что препятствует диффузии легируюших элементов, понижается активность покрытия, уменьшается поверхностная твердость; при увеличении содержания декстрина выше верхнего предела происходит науг= лероживание жидкого расплава., в результате чего понижается поверхностная твердость и ухудшается качество инструмента.

Ферротитан, ферромолибден, феррованадий — карбидообразующие соединения, при их термическом разложении через хлориды образуются соответственно атомарный титан, молибден, ванадий, которые в свою очередь образуют интерметаллиды; карбиды.

Установлено, что если их содержание в пасте ниже нижнего предела, то в структуре диффузионного слоя исключено образование интерметаллидной фазы, в результате понижается твердость, теплостойкость и эксплуатационные характеристики отливок; а если содержание их больше верхнего предела, указанного в составе покрытия, то в диффузионном слое образуется черезмерное количество интерметаллидной фазы и резко ухудшаются прочностные и пластические характеристики (ударная вязкость, прочность пограничных слоев, сужение, удлинение) .

Бор образует бориды,дибориды. При его уменьшении ниже нижнего предела образуется больше боридов, что приводит к понижению твердости; если увеличить его количество выше верхнего предела, возрастает количество диборидов, что приводит к охрупчиванию отливок.

Карбамид является азотсодержаним соединением, дающим нитриды. Уменьшение его количества менее 0,7 мас. /p дает образование недостаточного количества нитридов и карбонитридов, что отрицательно сказывается на твердости и износостойкости отливок; а увеличение его количества выше верхнего предела (2,1 мас.о/о) вызывает хрупкость упрочняющего слоя отливок.

Хлористый аммоний является катализатором и в сочетании с алюминием играет роль сильного восстановителя. Если содержание его менее 0,35 мас. /о, понижается насыщающая активность покрытия, ухудшается диффузия легирующих элементов, понижается качество инструмента; если же содержание его более 0,7 мас. /о, качество также ухудшается из-за газовой пористости.

Никель входит в состав твердого раствора, упрочняет его и образует с карбидообразующими металлами интерметаллиды.

Способ осуществляют следующим образом.

Приготовленное в смесителе покрытие дисперсностью 0,3 мм наносят вручную на рабочую поверхность холодной пресс-формы (рабочие вкладыши изготовлены из материала 4Х5МФС) слоем толщиной 1,5 мм и на стержень, изготовленный из низкоуглеродистой стали. Затем сушат покрытие в течение

20 мин, вставляют стержень в пресс-форму и устанавливают последнюю на машину литья под давлением. После этого нагревают прессформу со стержнем до 300 С, заливают расплав из низкоуглеродистой стали под давлением, выдерживают в пресс-форме 20 с, 14249б1

Формула изобретения

0,35 — 0,7

3,5 — 7

Остальное

Составитель О. Белков

Редактор A. Шандор Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 4719/11 Тираж 74! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 раскрывают пресс-форму, выталкивают отливки и охлаждают до комнатной температуры. После этого отливку подвергают закалке и последующему отпуску.

Перед термообработкой структура упрочненного слоя представляет легированный твердый раствор на основе железа с дисперсными включениями из карбидов, боридов, диборидов, нитридов, и карбонитридов.

В процессе закалки часть карбидов, нитридов и карбонитридов, как и химических соединений с бором, растворяются в твердом растворе, повышая его легированность.

В процессе отпуска из твердого раствора выделяются легирующие элементы и углерод в виде высокодисперсных карбидов молибдена, ванадия, титана, интерметаллидов типа М, М, вызывая дисперсионное твердение. При этом значительная часть легирующих элементов остается в твердом растворе.

Вторичное твердение усиливается превращением остаточного аустенита (образующегося при закалке) в мартенсит.

Указанный механизм перераспределения легирующих элементов между твердым раствором и карбидами в сочетании с вязкой сердцевиной биметаллического инструмента (из стали 30) обеспечивают ему высокую поверхностную твердость, износостойкость, теплостойкость, удовлетворительную конструктивную прочность и вязкость. Получаемые свойства и относительно глубокий упрочненный слой (более 1,5 мм) придают инструменту высокую стойкость и увеличивают срок службы за счет возможности выполнения многократных переточек.

Легирующее диффузионно-насыщающее покрытие, содержащее феррованадий, ферротитан, хлористый аммоний и науглероживающий компонент, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств штампового и режущего инструмента, оно дополнительно содержит ферромолибден, декстрин, карбамид, бор, алюминий и никель при следующем соотношении компонентов, мас.о/о.

Науглероживающий

20 компонент 3,5 — 7

Ферротитан 7 — 14

Ферромолибден 3,5 — 7

Феррованадий 3,5 — 7

Алюминий 3,5 — 7

Бор 7 — !4

Карбамид 0,7 — 2,1

Хлористы и аммоний

Декстрин

Никель