Состав для диффузионного насыщения стальных деталей

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для нанесения износостойких покрытий карбидом титана деталей и инструмента. Цель изобретения - увеличение глубины и износостойкости упрочненного слоя и снижение трудоемкости технологического процесса. Новым является то, что состав для насыщения поверхностей деталей содержит ферротитан, щавелевую кислоту, триэтанолами, фторборатный флюс при следующем соотношении компонентов, мас.%: щавелевая кислота 6-8

триэтаноламин 7-12

фторборатный флюс 5-9

ферротитан остальное. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) SU (lll (50 4 С 23 С 12 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H Д ВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4290418/23-02 (22) 27.07.87 (46) 15.10.89, Бюл. У 38 (71) Всесоюзный научно-исследовательский.и проектно-технологический институт горного машиностроения (72) Г.В.Гудков, Э.Г.Карасева и Н..М.Климова (53) 621.785.510.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф !154375 кл. С 23 С 12/02, 1985. (54) СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ .СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к машиноИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано для нанесения износостойких покрытий карбидом титана стальных деталей и инструмента.

Целью, изобретения является увеличение глубины и иэносостойкости упрочненного слоя и снижение трудоемкости технологического процесса.

Используется состав, содержащий ферротитан, щавелевую кислоту, тризтаноламин и фтороборатньп флюс марки

Ф70 при соотношении компонентов, мас,%:

Щавелевая кислота 6-8

Фтороборатный флюс 5-9

Триэтаноламин 7-12

Ферротитан Остальное

Используемые в составе материалы широко используются в производстве: ферротитан — в литейном производстве; триэтаноламин — для ведения процесса

2 строению и может быть использовано для нанесения износостойких покрытий карбидом титана деталей и инструмента. Цель изобретения — увеличение . глубины и износостойкости упрочненного слоя и снижение трудоемкости технологического процесса. Новым является то, что состав для насьпцения поверхностей деталей содержит ферротитан, щавелевую кислоту, триэтаноламин, фтороборатный флюс при следующем соотношении компонентов, мас.%: щавелевая кислота 6-8; триэтаноламин

7-12; фтороборатный флюс 5-9; ферротитан остальное. 1 табл. нитроцементации в термическом произ, водстве; фтороборатные флюсы — при пайке твердосплавного и горного инструмента; щавелевая кислота — в текстильной промышленности, не дефицит ны, могут быть использованы без предварительных подготовительных длительных операций просушки, прокалки или др °

Ферротитан — основной насьпцающий . компонент, поставщик атомов. титана; триэтаноламин при диссоциации насыщает поверхность углеродом и азотом, фтороборатный флюс является активатором процесса и поставщиком ионов бора; щавелевая кислота — активатор процесса и поставщик ионов углерода.

Фтороборатный флюс (ГОСТ 23178;78) имеет в своем составе, мас.Ж: фтористый калий 41-43 (ГОСТ 20848-75); борный ангидрид 34-36 (ГОСТ 10068-75);.

3 151482 тетрафтороборат калия 22-24 (ГОСТ

9532-75).

Флюс используется в предлагаемом составе в виде тонкомолотого порошка.

Присутствие в составе фтора и калия активизирует поверхностную активность детали, процесс насыщения активизируется. Борный ангидрид является поставщиком ионов бора, способствуюших образованию боридов титана.

Состав готовится следующим образом. Дробленный ферротитан рассеивается на фракции 0,1-0,2 мм. Порошок 15 щавелевой кислоты размешивают в триэтаноламине, затем туда добавляют тонкий порошок флюса. Полученную смесь помещают на дно контейнера, затем, пересыпая ферротитаном и утрам- 20 бовывая, укладывают упрочняемые детали.

Герметизация осуществляется плавким затвором контейнера — 50X силикатной глыбы или буры + 50X кварце.— вого песка, Насыщение осуществляли при 980 С, длительность 8 ч, сталь У10.

Результаты исследований представлены в таблице. 30

Методика оценки трудоемкости технологического процесса при использовании предлагаемого состава и известного по прототипу взята на основе нормативов термической обработки РТМ

24.004,148-79 (единая система технологической подготовки производства)

Минтяжмаша. Методикой учтено основное время, вспомогательное время для осуществления процесса с учетом времени 40 нагрева и охлаждения до заданных температур, объема садки, взаимного расположения иэделий в шихте и прочее, Снижение трудоемкости основной операции (в данном случае непосредст- 45 венно насыщения) происходит за счет

7 4 увеличения активности нового состава по сравнению с известным. Кроме того, гораздо ниже трудоемкость подготовительных операций.

Все эти показатели обеспечили снижение трудоемкости процесса примерно на 307 (по прототипу — 0,011 н.ч./деталь, по новому варианту — О, 007 н. ч. /деталь) °

Результаты исследований показали, что предлагаемый состав для насыщения по сравнению с известным по прототипу позволяет улучшить качество упрочненного слоя — увеличить глубину и износостойкость почти в 2 раза, снизить трудоемкость более чем на 307.

Исследованиями структуры и фазово"

ro состава слоя установлено, что новый состав для насыщения обеспечивает формирование титанированного диффузионного слоя с высокотвердыми соединениями карбидов, нитридов, боридов титана.

Формула из обре тения

Состав для диффузионного насыще= ния стальных деталей, включающий титансодержащее вещество и флюсующее, отличающийся тем, что, с целью увеличения службы и износостойкости упрочненного слоя и снижения трудоемкости технологического процесса, он дополнительно содержит щавелевую кислоту и триэтаноламин, в качестве титансодержащего вещества — ферротитан, а в качестве флюсующего фтороборатный флюс Ф 70 при следующем. соотношении компонентов, мас.3:

Щавелевая кислота б-8

Триэтаноламин 7-12

Фтороборатный флюс

Ф 70 5-9

Ферротитан Остальное

1514827

Состав насьпцающей смеси, мас. 7

Удельная

Глубина слоя, мм

Вариант, ¹ трудоемкость

Щавеле- Тризталевая нолФтороборатный флюс

Ферротитан процесса, н.ч./шт кислота амин

Составитель И.Дашкова

Техред А.Кравчук Корректор Т.Палий

Редактор М,Бандура

Заказ 6197/29 Тираж 942 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ. СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,103

1 82

2 . 71

3 73

4 80

5 78

6 75

7 67

8 83

Известный состав

8

8

8

12

12

12

-7

12

18

9

5

5

12

0,41

0,42

0,38

0,40

0,4!

0,39

0,26

0,30

0,20

Относительная износостойкость

),96

2,03

1,87

1,91

2,01

1,84

1,18

1,23

1,00

0,007

0,007

0,007

0,007

0,00?

0,007

0,007

0,007

0,011