Состав для борирования стальных изделий

 

Изобретение относится к химико-термической обработке, а именно к процессу термодиффузионного борирования в обмазках, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности на железнодорожном транспорте при упрочнении деталей локомотивов, узлы которых работают в сложных условиях повышенного абразивно-ударного износа. Цель - повышение износостойкости за счет формирования однофазного боридного слоя с пониженной хрупкостью и технологичности за счет устранения привариваемости обмазки . Состав содержит 48-54 мас.% карбида бора, 8-10 мас.% фтористого натрия, 18-25 мас.% наплавочного порошка марки ПГ-С27 и остальное - абразивно-металлическую смесь. Износостойкость повышается в 2,5 раза и устраняется привариваемость обмазки к поверхности деталей. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) ((I) (si)s С 23 С 8/68

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769415/02 . (22) 18,12.89 (46} 29.02.92. Бюл. f4 8 (71} Локомотивное депо "Красный Лиман" . им. 50-летия Советской Украины Донецкой железной дороги (72) А. А. Пузик и В. В. Маслий (53) 621,785.5.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N -755891, кл. С 23 С 8/68, 1978, (54) СОСТАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬН ЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к химико-термической обработке. а именно к процессу термодиффуэионного борирования в обмазках, . и может быть использовано в различных от

Изобретение относится к химико-термической обработке, а именно к процессу термодиффузного борирования в обмазках и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности на железнодорожном транспор- . те при упрочнении деталей локомотивов, узлы которых работают в сложных условиях повышенного абразивно-ударного износа.

В процессе борирования стальных иэделий применяются обмаэки. которые по-зволяат вести насыщение в печам с окислителъной атмосферой беэ применения герметизирующих контейнеров.

Известна обмазка для поверхностного насыщения бором, содержащая карбид бора и натрий фтористый. Недостатками укаэанной обмазки являются нестабильность результатов борирования и повышенная хрупкость боридного слоя.

Наиболее близкой к иэобретению является обмаэка (прототип) для борироввния раслях промышленности, в частности на железнодорожном транспорте при упрочнении деталей локомотивов, узлы которых работают в сложных условиях повышенного абразивно-ударного износа. Цель — повышение износостойкости за счет формирования однофазного боридного слоя с пониженной хрупкостью и технологичности эа счет устранения привариваемости обмаэки, Состав содержит.48 — 54 мас.g карбида бора, 8-10 мас.$ фтористого натрия, 18 — 25 мас.ф, наплавочного порошка марки ПГ-С21 и остальное — абразивно-металлическую смесь. Износостойкость повышается в 2,5 раза и устраняется привариваемость обмазки к поверхности деталей..2 табл. стальных изделий, содержащая карбид бора, фтористый натрий и абразивно-металлическую смесь.

Состав обмазки прототипа следующий, мас.ф,:

Карбид бора 45-60

Фтористый натрий 3 — 10

Абраэивно-металлическая смесь Остальное

Недостатком известной обмаэки является хрупкость боридного слоя и, как следствие. сужение области применения покрытия, а также привариваемость смеси к насыщаемой поверхности.

Цель изобретения состоит в повышении износостойкости изделий эа счет формирования однофазного боридного слоя с пониженной хрупкостью, а также технологичности за счет устранения привариваемости обмазки.

Поставленная цель достигается тем. что обмаэка для борирования стальных изделий, содержащая карбид бора. фтористый

1715884

55 натрий и абразивно-металлическую смесь, дополнительно содержит порошок наплавочный ПГ-С27, при следующем соотношении компонентов, мас.%.

Карбид бора 48-54

Фтористый натрий 8-10

Порошок наплавочный ПГ-С27 18 — 25

Абрази вн о-металлическая смесь Остальное

Наличие в смеси карбида бора и фтористого натрия в указанных пропорциях позволяют получить стабильный процесс насыщения стальных изделий, не обеспечивая снижения хрупкости боридного слоя.

Уменьшение содержания карбида бора ниже 48% ведет к снижению насыщающей способности, а увеличение его содержания более 54% приводит к росту привариваемости обмазки к изделию, При введении в борирующий состав фтористого натрия менее 8% снижается скорость насыщения, более 10% — возрастает окисление технологической оснастки.

Входящий в состав наплавочный гранулированный порошок марки ПГ-С27 типа

ПН-У40х28Н2С2ВМ состоит в основном из железа и содержит также, %,: хром 25-28, марганец 0,8 — 1,5, кремний 1 — 2, никель 1,52, молибден 0,08, вольфрам 0,2-0,4, углерод

3,3 — 4,5, что способствует образованию однофазного борйдного слоя, имеющего меньшую хрупкость по сравнению с двухфазным, в результате чего повышается износостойкость в условиях абразивно-ударного износа, а также выступает в качестве противопригарной защиты, полностью устраняя приваривание обмазки к насыщаемой поверхности, улучшая тем самым технологичность процесса.

Снижение содержания порошка ПГ-С27 ниже 18% приводит к образованию двухфазных боридных слоев, увеличение выше 25% приводит к повышению привариваемости.

Добавка в.состав абразивно-металлической смеси повышает стабилизацию процесса. Согласно данным химического анализа абразивно-металлическая смесь (отходы шлифовально-заточного производства) содержит 30-40% окислов железа и других металлов, 50-70% абразивных час. тиц и 8-12% углерода. В процессе насыщения окислы железа взаимодействуют с выделяющимся фтористым бором и образуют бориды железа, которые играют в обмазке роль. каркасного материала, не позволяя ей растекаться по обрабатываемой поверхности.

Для экспериментальной проверки данного состава были приготовлены 5 смесей (см. табл. 1).

В качестве связующего применили воду.

Смеси получали простым смешиванием компонентов до образования пастообразной смеси-массы, которую слоем толщиной 4-5 мм наносили на обрабатываемую поверхность образцов из стали марки Ст, 3. Образцы сушили при 120 С в течении 40 мин, а затем выдерживали в электропечи с окислительной атмосферой 2,5 часа при 940 С с охлаждением с печью до 800 С, далее — на воздухе.

Способ осуществляют следующим образом, Из листовой стали марки Ст. 3 толщиной

7-10 мм вырезали накладки буксовые и рамные электровоза ВЛ8. Рабочие плоскости деталей подвергли борированию при 930950 С в течение 2,5 ч беэ последующей термической обработки. Накладки после осмотра и проверки были установлены на электровоз, находящийся на текущем ремонте.

Эксплуатационные испытания на опытном электровозе показали, что при пробеге

65000 км суммарный зазор между двумя трущимися накладками, установленными на рамы и буксы, увеличился на 0,2 мм, т, е, каждая деталь имела износ. равный 0,1 мм, а детали, обработанные известным составом и установленные на том же локомотиве, имели износ 0,25 мм.

Результаты исследований образцов и стальных иэделий, подвергнутых борированию, представлены в табл. 2.

Из приведенных данных следует, что предлагаемый состав устраняет привариваемость смеси к насыщаемой поверхности и боридный слой обладает в 1,6-1,8 раз меньшей хрупкостью.

Применение предлагаемого состава позволяет в 2,5 раза повысить износостойкость буксовых и рамных накладок электровоза серии ВЛ8, установленных в буксовом узле, конструктивно не защищенном от попадания песка, пыли и работающего а условиях трения с ударными нагрузками.

Использование изобретения позволяет повысить качество насыщаемой поверхности за счет получения однофазнаго борированного слоя, улучшает свойства боридного покрытия эа счет уменьшения хрупкости слоя и расширяет воэможность применения борирования изделйй в промышленности и на железнодорожном транспорте за счет улучшения технологии.

Формула изобретения

Состав д я борирования стальных изделий, содержащий карбид бора, фтористый натрий и абразивно-металлическую смесь, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью

1715884

48-54

8-10

18 — 25

Остальное

Таблица 1

Таблица 2

Составитель А.Пузик

Редактор H.Øâûäêàÿ Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л.Патай

Заказ 582 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 повышения износостойкости изделий за счет формирования однофазного боридного слоя с пониженной хрупкостью и технологичности за счет устранения привариваемости обмазки, состав дополнительно 5 содержит порошок наплавочный ПГ-С27 при следующем содержании компонентов, мас %

Карбид бора

Фтористый натрий

Порошок наплавочный

ПГ-С27

Абразивно-металлическая смесь