Состав для борирования стальных изделий
Изобретение относится к области химико-термической обработки и может быть использовано в машине. Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости изделий за счет сдвига температуры начала инГеисивного окисления на в область более высоких температур по сравнению с известными составами. При этом для получения боридньтх гпокрытий используют порошковую смесь следующего состава, мас.%: меламин 2-12, поро- . шок технического карбида бора остальнае. Это позволяет повысить коррозионную стойкость в.2,5-3 раза и толщину изделия в 1,4 раза. 1 табл. г сл
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (д) 4 С 23 С 8/68
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ю
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4296173/31-02 (22) 12.08.87 (46) 07,03.89, Бюл. Р 9 (71) Киевский .политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции и Киевское производственное объединение I
"Точэлектроприбор" ,(72) С,М.Чернега, Р.F..ßêoâ÷óê,i
В.Н.Писаренко, О.Ю.Степовая, И.Т.Чернега и А.А.Дашковский (53) 621,785.5106 (088.8) (56) Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник./
Под ред. Л.С.Ляховича. — М.: Металлургия, 1981, с. 82.
Изобретение относится к химикотермической обработке материалов и может быть использовано в машиностроении (сельхозмашиностроении, автомобилестроении ), пищевой промышленности, химическом машиностроении для повьппения эксплуатационных характеристик изделий.
Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости и окалиностойкости боридного слоя.
В состав для борирования стальных изделий, содержащий порошок технического карбида бора, вводят меламин при следующем соотношении компонентов, мас.Е:
Меламин 2-12
„Л0„463802 А 1 (54) СОСТАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ CTAlIbHblX
ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области химико-термической обработки и может быть использовано в машине. Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости изделий за счет сдвига температуры начала интенсивного окисления на 200 С в область более высоких температур по сравнению с известными составами. При этом для получения боридных. покрытий используют порошковую смесь следующего состава, мас._#_: меламин 2-12 порошок технического карбида бора осталь-ное. Это позволяет повысить корро- э
12 зионную стойкость в 2,5-3 раза и толщину изделия в 1,4 раза. l табл.
Порошок технического карбида бора Остальное Карбид бора В С используют в виде порошка технической чистоты, может поставляться в виде порошков зернистостью 16-М5 для шлифовально-полировальных операций, Порошок первого сорта; мас.7.: В С 90-93; RzOq 0;40,5; С »g „>« 5-10. Используется как поставщик атомов бора, Меламин C HqN, t: „„= 354 С с разложением, используется, как поставщик атомов азота.
Использование меламина в совокуп.ности с порошком технического карбида бора в укаэанных количествах приводит к росту толщины борипного слоя
1463802
3 в 1,4 раза по сравнению с прототипом.
При этом наблюдается увеличение микротвердости боридных фаэ FeB (19500 МПа) и Fe R (17500 МПа) па сравнению с 18000 МПа и 16000 МПа у известного состава соответственно.
Одновременно увеличивается корроэионная стойкость боридных фаз в..3%-ном водном растворе NaC1 и 0,1 н. раст" воре H При нагреве насыщающей порошковой смеси для диффузионного борирования в предложенном составе происходит разложение меламиыа с выделением продуктов реакции, изменяющих термодинамический потенциал бсра в насыщающей среде. В силу- этого интенсифицируется процесс насыщения бором Одновременно с бором диффузионный -слой насыщается азотом, выделяющимся при разложении меламина. Поскольку атомный радиус азота (0,071,нм) меньше атомного радиуса бора (0,091 нм), то скорость диффузии азата, далжйа превышать скорость диффузии бора. Можно полагать, что наличие атомов азота в аустените уменьшает прочность межатомных связей Pe-Fe что облегчает диффузию бора с образованием боридов железа, легированных азотом. Наличие азота в боридах железа, где имеется сильная межатомная связь Fe-B, приводит к появлению более сильных межатомных связей В"N, что и способствует повышению акалинастойкасти и коррозчоннай стойкости Кроме того, наличие азота приводит к снижению дефектов кристалли" ческих решеток боридов железа, что также повьпнает коррозионную стойкость и стойкость к окислению при высоких температурах„ Процесс борирования сталей заключается в следующем, В контейнер иэ нержавеющей стали засыпают смесь порошка технического карбида бора и меламина, Затем в контейнер помещают изделия и засыпают укаэанной порошковой смесью,, Для отделения реакционного пространства контейнера от печной атмосферы и предотвращения проникновения в него воздуха контейнер закрывают листом асбеста и эасыпают натросиликатное стекло толщиной 10 мм. При нагреве до температу ры парирования (950 С ) в течение 4 ч натросиликатное стекло расплавляется (750-800 С) и герметизируют контейнер, По окончании изотермической выдержки контейнер с деталями извлекают иэ печи и охлаждают до комнатной температуры на воздухе. После охлаждения контейнера застывший силикат разбивают, контейнер распаковывают и извлекают детали. Корроэионную стойкость боридных покрытий на стали 45 определяют по потере массы за 10 сут в 3%-ном водном растворе NaCl и 0,1 ы.растворе Н ЯО, а окапиностойкость " .термо.гравиметрическим методом на приборе пдериватограф". В таблице приведены характеристики боридных покрытий на стали 45, 26 полученных по предлагаемому способу ,(условия насыщения: t = 950 С, — 4 ч). При выходе компонентов насыщакицей смеси эа выбранные пределы наблюдаетЗ0 ся уменьшение коррозионной стойкости и окалиностойкости боридных покрытий, Так, например, при увеличении меламина в насыщающей смеси до 17% коррозионная стойкость боридных покры35 . ти и снижается в 2-2 5 раза по срав- Э нению с оптимальным составом, а тем. пе р атур а начал а ин тен сивно го окисления боридных фаз снижается на 200 С и находится на одинаковом уровне с прототипом, при этом толщина боридных покрыТий практически не изменяется. При уменьшении меламина в насыщающей смеси до 1% толщина боридных покрытий их корроэионная стоккость 4. и окалиностойкость мало отличаются от прототипа. Из..данных, приведенных в таблице, видно, что при борировании в предло50 женных порошках оптимального состава наблюдается увеличение толщины в 1,4 раза, корразионной стойкости в 3%-ном водном растворе NaCl — в 3 раза, а в 0,1 н. растворе H SO< — в 2,5 раза по сравнению с прототипом. Резко возрастает окалиностойкость баридных спаев, при этом температура начала интенсивного окисления поднио„ мается до 860 " по сравнению с прото1463802 типом, для которого резкое окисление начинается при 660 С. ния коррозионной стойкости и окалиностойкости боридного слоя, состав дополнительно содержит меламин при следующем соотношении компонентов, мас,Ж: Меламин 2-12 Порошок технического карбида бора Формула изобретения Состав .для борирования стальных изделий, содержащий порошок технического карбида бора, о.т л и ч а ю— щ и.й с я тем, что, с целью повьш)е-10 Остальное Коррозиояяал стой кость, потеря нас сн, кг/н 10 (sa 10 сут) реда тщв)ия айол, ерик нкн ° 2 капияостойкость, прявес при тенпеатуре, кг/не ° 10 с, 4С енпература икала ротвердодт ерекод- га)B ал 9оиа ятеисивого окис леиия, с 0,1я. рас 9оР Н)ЯО4 ОО 8ОО 900 32водинй ряств NaC1. ° 1 (И9» вест.вый) 5 29 85 45 650 100 140 2000 16000 18000 26 в,с 2000 16000 18000 22 1 50 16500 )8500 18 17000 )9000 11 160 . 2500 ISO 3500 17500 19500 9 3500 17500 19500 9 l 7500 19500 8 3500 3500 17500 !9500 8 3500 17500 19500 4 3500 )7500 19500 18 190 1 7500 19500 20 3500 Составитель И,Дашкова Редактор О.Юрковецкая Техред М.Ходанич рр р Ко екто Л.Пилипенко Подписное Заказ 795/34 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Тираж 938 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 с) с с в,с CC5HH4884в,с с)нснс в,с с)нс"с в,с с)нснс в,с с)нснс 8,С сънсяс в, с %SHAH ñ в,с сзнснс в,с с1нснс в,с 98 94 lO 12 13 15 85! l 80 170 40 660 31 750 26 840 23 860 22 860 20 860 25 860 30 780 35 . 680 40 660 4В 27 71 4 25 61 3 5 22 2,8 4,2 1,4 26 38 13 2,2 2,5 1,2 2 3 г 7 1 3 4,6 26 42 4 7 28 64 4,8 29 70
