Состав для борирования стальных изделий

 

Сущность изобретения: состав содержит (мае. %) 58-63 серого чугуна, 15-18 ферромарганца , 2-8 борного ангидрида и 11-25 извести 2 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1! ) (s>)s С 23 С 8/70, 8/52!

9 lI Q g ",,н

ГОСУЦАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫ1ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841400/02 (22) 21.06.90 (46) 15.07.92. Бюл. ¹ 26 (71) Львовский политехнический институт (72) В.В, Козуб, О.п, Калиновская, И.С. Керницкий, И,Ю, Лискевич и И,А. Лысенков (53) 621;785-51.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1062305, кл. С 23 С 8/70, 1983.

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности в машиностроении для повышения износостойкости поверхностного слоя деталей машин при абразивном изнашивании.

Известен состав для борирования, содержащий следующие компоненты, мас.%:

Борный айгидрид 30 — 40

Фтористый натрий 4-10

Графит 45-55

Алюминий Остальное

Состав позволяет проводить диффузионное насыщение в термических печах без защитной атмосферы.

Недостатками такого состава являются незначительная глубина диффузионного слоя, которая составляет 150 — 200 мкм, полученного при 900 С в течение 4 — 6 ч, а также относительно высокая хрупкость покрытия. ./

Наиболее близким к предлагаемому со-. . ставу по технической сущности и достигаемому эффекту является состав, содержащий следующие компоненты, мас.%

Серый чугун 20 — 22

Ферромарганец 23 — 25

Фтористый i:àòðèé 10-15

Борный ангидрид Остальное

2 (54) СОСТАВ ДЛЯ БОРЙРОВАНИЯ СТАЛЬH6lX ИЗДЕЛИЙ (57) Сущность изобретеййя: состав содержит (мас.%) 58-63 серого чугуна, 15-18 ферромарганца, 2 — 8 борного ангидрида и 11 — 25 извести, 2 табл.

Состав дает возможность получать эвтектическое покрытие толщиной до 1,41 мм при 1200 С и нагреве детали как токами высокой частоты, так и в термических печах. Я. Однако применение данного состава (/) недостаточно полно интенсифицирует процесс получения качественного покрытия.

Наличие борного ангидрида и фтористого натр1я приводит к образованию большого жидкого флюса при нагреве до 850 С и выше, который стекает с поверхности детали, увлекая за собой серый чугун и ферромарганец, оголяя тем самым место насыщения и оставляя его без покрытия, Кроме того, при Д длительном нагреве в термических печах (время нагрева составляет 8 — 10 мин) дан- (Я .ный флюс недостаточно полно. защищает () поверхность детали и жидкую эвтектику от О кислорода окружающей среды, что приводит к их окислейию и получению некачест- венного покрытия. Указанное содержание серого чугуна и ферромарганца (их сумма составляет 43 — 47%) ограничивает выход жидкой эвтектики из смеси и не дает возможности получения покрытия большой толщины.

Цель изобретения —. повышение насыщающей способности состава и износостойкости изделий.

1747536

Таблица 1

Поставленная цель достигается тем, что в состав для борирования стальных изделий, содержащий серый чугун, ферромарганец и борный ангидрид, дополнительно вводят негашенную кальциевую воздушную строительную известь (ГОСТ 9179-77, со-. держание активных CaO+MgO не менее

90%; активная MgO не более 5%) при следующем содержании компонентов, мас.%:

Серый чугун 58-63

Ферромарг анец 15-18

Борный ангидрид 2-8

Известь 11-25

В данном составе борный ангидрид используется в основном как борсодержащий материал для образования активньix атомов бора, выполняющих роль легирующих эле.ментов, Известь используется в качестве флюса, способствующего хорошему шлакообразованию, смачиваемости поверхности металлических материалов, входящих в состав для борирования, предохранению реакционной зоны от контакта с кислородом окружающей среды. Процесс получения покрытия ведется при 1200 С, при которой происходит образование жидкой боридной эвтектики в результате расплавления порошковой смеси, состоящей из серого чугуна, ферромарганца, борного ангидрида и извести.

Пример. На металлическую пластину (сталь 45) любой толщины насыпают предлагаемую смесь (высота слоя 5 мм) и помещают в предварительно нагретую до 1200 С печь, выдерживают 8-10 мин и охлаждают на воздухе. Структура получекного покрытия представляет собой эвтектику, которая состоит из легированного бором и марганцем цементита (РеМп)зВС, FezB, FeB фаз.

Микротвердость покрытия составляет 9,5—

12,5 ГПа. Структура сердцевины образца соответструет структуре отожженной стали 45, Сравнительные данные по обработке

5 представлены в табл. 1.

Кэк видно из данных табл. 1, применение порошковой смеси предлагаемого состава позволяет создать эвтектическое покрытие при печном нагреве толщиной до

10 3,5 мм в течение 8 — 10 мин при 1200 С.

Данные, свидетельствующие о повышенной износостойкости полученного покрытия при трении его в паре с различными материалами в условиях абразивного изна15 шивания, приведены в табл. 2;

Результаты испытаний получены при следующих параметрах трения: удельная нагрузка 1,1 МПа; скорость скольжения

0,4 м/с; продолжительность испытаний 1 ч;

20 площадь трения 2,5 см; абразивная среда кварцевый песок.

Предлагаемый состав, по сравнению с прототипом, позволяет в среднем на 20% повысить износостойкость покрытий и пол25 учить за счет этого существенный экономический эффект.

Формула изобретения

Состав для борирования Стальных изделий, содержащий серый чугун, ферромарга30 нециборныйангидрид,отличающийс я тем, что, с целью повышения насыщаю-, щей способности и износостойкости изделий, он дополнительно содержит известь при следующем соотношении компонентов, 35 мас.%:

Серый чугун

Ферромарганец

Борный ангидрид

Известь

1747536

Таблица 2 г

fl р и м е ч а н и е. В числителе дана относительная износостойкость вала, в знаменателе суммарная относительная износостойкость

1

Составитель:В.Козуб

Редактор Н,Киштулинец Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 2475 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101