Расплав для электролизного борирования стальных изделий

 

Изобретение относится к металлургии , а именно к химико-термической обработке, и используется в качестве насыщающего расплава для диффузионного упрочнения стальных изделий , работающих в условиях a6pasviBHo- го износа при высоких температурах в зоне трения (600 С), в металлургической , машиностроительной, авиационной и других отраслях промышленности . Цель - повышение насыщающей способности за счет увеличения жидкотекучести расплава и каталитического влияния силикомарганца и пентоборнокислого аммония и повышение микротвердости покрытия до 2100 кгс/мм2. В состав на основе буры и фтористого натрия вводят пентаборнокислый аммоний и силикомарганец при следующем соотношении компонентов, мас.%: бура 40-50; силикомарганец 5-15, пентаборнокислый аммоний 20-40, фтористый натрий 10-20. 1 табп. чэ О с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„ i 61878 l

А1

Щ)5 С 23 С 8/70

Ii а,МаНМ

ИПЛ:i- йй":- .Л. . ы:

ШИБАЙ(,Е А

ОПИСАНИЕ ИЗСБРЕТЕНИ

М АВТОРСНОМЪ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ДО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4484590/02 (22) 05.07.88 (46) 07.01.91. Бюл. № 1 (71) Ташкентский политехнический институт им. А.P.Бируни (72) В.А.Рогов, Р.А.Халмухамедов, Т.А.Ахбаев и Ф.И.Файэиев (53) 621.785.51.06 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1548264, кл. С 23 С 8/70, 1988. (54) РАСПЛАВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО БОРИРОВАНИЯ CTAJIbHbK ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и используется в качестве насыщающего расплава для диффузионного упрочнения стальных издеИзобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для повышения стойкости технологической оснастки и деталей оборудования.

Целью изобретения является увеличение насыщающей способности расплава.

Расплав для электролизного борирования стальных иэделий, содержащий буру, фтористый натрий и силикомарганец, дополнительно содержит пентаборнокислый аммоний при следующем соотношении компонентов,мас.%:

Бура 40-50

Силикомарганец 5-15

Пентаборнокислый аммоний 20-40

Фтористый натрий 10-20

2 лий, работающих в условиях а бразивн ого иэнбса при высоких температурах в зоне трения (600 С), в металлургической, машиностроительной, авиационной и других отраслях промышленности. Цель — повышение насыщающей способности за счет увеличения жицкотекучести расплава и каталитическог0 влияния силикомарганца и пентоборнокислого аммония и повышение микро- твердости покрытия до 2100 кгс/ми .

В состав на основе буры и фтористого натрия вводят пентаборнокислый аммоний и силикомарганец при следующем соотношении компонентов, мас./: бура 40-50, силикомарганец 5 — 15, пентаборнокислый аммоний 20-40, фтористый натрий 10-20, 1 табл .

Насыщающая способность расплава повышается за счет увеличения его жидкотекучести: пентаборнохислый аммоний и фтористый натрий повышают жидкотекучесть. Последнее свойство позволяет также получать более равномерные покрытия по толщине слоя.

Кроме того, предлагàемое соотношение компонентов (NH<) ° 5В О и NaF в расплаве чзменяет строение расплавленной смеси — за счет ионизации расплава уменьшается концентрация катионных и анионных группировок, что снижает температуру плавления среды и как слепствие понижение температуры начала диффузионного насыщения от 950 до 800 С. При этом увеличивается вероятность абразования высокобористой фазы FeB что увеличивает микротвердость покрытия.

1618781

Введение в предлагаемый расплав силикомарганца в количестве 5 — 15% увеличивает активность расплава, Увеличение количества силикомарганца свыше 15% приводит к образованию осадка-шлама, загрязняющего расплав, уменьшающего его жицкотекучесть, насыщающую способность, микротвердость покрытия. Уменьшение его ниже 5% не дает ощутимых результатов в интенсификации процесса.

Использование пентаборнокислого аммония в количестве 20-40% способствует понижению температуры диффузионного насьш!ения с одновременным повышением жидкотекучести расплава. Увеличение количества пентаборнокислого аммония свыше 40% снижает активность ванны и способствует образованию боридов Fe В, Уменьшение его ниже 20% не изменяет интенсивность насыщения и структуру диффузионного слоя.

Благодаря введению фтористого натрия в количестве 10-20% изменяется строение расплавленной среды, уменьшаются катионные и анионные группи— ровки, что уменьшает вязкость и увеличивает электрическую проводимость расплава. Введение в жидкостный расплав фтористого натрия менее 10% нецелесообразно, так как строение расплавленной среды не изменяется, Увеличение количества фтористого нат— рия свыше 20% снижает активность на35 сыщающей среды.

Расплав готовят следующим образом.

Буру и пентаборнокислый аммоний прокаливают при 200 С в течение 1 ч для удаления кристаллизационной влаги, Взвешивают, порошкообразные ком— поненты состава в соответствии с укаэанными в таблице прецелами. В жаро-, стойкий контейнер, нагретый до рабочей температуры -900 С, засыпают буру, После ее расплавления вводят по— следовательно фтористый натрий, силикомарганец и пентаборнокислый аммоний в

«оотношениях,указанных в примерах 1-9. !!ри этой температуре упрочняемые об" разцы из стали УЯА размером 10 х 10 х х 30 мм погружают в расшатав. Для активизации расплава через него пропускают постоянный ток в течение всего периода диффузионного упрочнения: л (, = 1-4 ч (плотное.гь тока на катодеобразце О, 15-0, 2 А/см, напряжение

6 — 24 В) . Процесс диффузионного насыщения ведут в течение 1-4 ч, После окончания процесса диффузионного насыщения проводят процесс деборирования в течение 5-7 мин,меняя полярность катода и анода, пропуская обратный ток, что позволяет значительно сократить время отмывки борируемых деталей.

Закалку проводят с температуры диффузионного насыщения в масло.

Компоненты при приготовлении состава применяются в виде порошкообразных материалов фракцией 0,2 мм.

Результаты диффузионного насыщения стали после обработки из составов, содержащих компоненты в различных соотношениях, ° представлены в таблице, Полученные данные свидетельствуют о повышении насыщающей способности расплава из предлагаемого состава по сравнению с известным.

Формула изобретения

Распла в для электр оли зного бори- рования стальных изделий, содержащий буру, фтористый натрий и силикомарганец, отличающийся тем, что,-с целью увеличения насыщающей способности расплава, он дополнительно содерхит пентаборнокислый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бура 40-50

Силикомарганец 5-15

Пентаборнокислый аммоний

Фтористый натрий

20-40

10-20

Использование предлагаемого расплава для электролизногo борирования стальных изделий обеспечивает по сравнению с известными увеличение насыщающей способности расплава на 15%, увеличение микр отвердос ти покрытия, получение равномерного диффузионного слоя на деталях сложной конфигурации, снижение паристости покрытия, уменьшение времени отмывки борируемых де- . талей в 2-3 раза, обеспечивает возможность многократного . его использования.

1б 1878!

Т

Толщина

Состав, мас, X

Пример

Микротвердост

Н, кл,мм

2 слОя,, мкм

Бура Силико- Пентабормарганец нокислый аммоний

Фтористый натрий

Составы

85 30

Известный

2000

7 30

1900

Составитель С. Кучерявый

Редактор Н,Рогулич Техред М.Дидык Корректор Т. Колб

Заказ 24 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035, Чосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

1 40

2 50

3 45

4 50

5 45

10

Предлагаемый

40 10. 160

25 10 190

20 25 180

30 15 170

»0 15 200 с содержанием сверхназванных пределов

1900