Обмазка для диффузионного борирования

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s С 23 С 8/70

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф (21) 4837849/02 (22) 27.04.90 (46) 15.08.92. Бюл. N. 30 (71) Гомельский конструкторско-технологический и экспериментальный институт по техническому перевооружению и подготовке производства (72) Ю.Н. Пресман, И.А, Калиниченко, Т.Ю, Максимова и H.È. Афанасьев (56) Авторское свидетельство СССР N.

775174, кл. С 23 С 8/68, 1979. (54) ОБМАЗКА ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО

БОРИРОВАНИЯ

Изобретение относится к химико-термической обработке, в частности к обмазкам для диффузионного борированйя, и может быть использовано в машиностроительной, приборостроительной, химической и других отраслях промышленности для повышенияя эксплуатационной стойкости деталей машин и технологической оснастки, Известны обмазки для диффузионного борирования из порошковых смесей, содержащих окислы бора, восстэновитель и порошок карбида бора. Недостатком известных обмазок для борирования является низкая насыщающая способность, большая продолжительность выдержки и высокая температура химико- термической обработки, что вызывает процесс рекристаллиэации, ухудшающий механические свойства материала основы.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эф. ЫУ,Ä 1754794 А1 (57) Изобретение относится к металлургии. в частности к обмазкам для химико-термическок обработки, и может быть использовано

-в машиностроении и приборостроении. Обмазка для диффузионного борирования, включающая аморфный бор и органическое связующее, дополнительно содержит карбид бора, тетрафтороборат калия и криолит, а в качестве органического связующего— водный раствор ПВА9, при следующем соотношении компонентов, мас.%: аморфны1 бор 18-30; карбид бора 20 — 15; тетрафто, ;— борат калия 1-3; криолит 3-2; раствор ПВ Ч остальное, 1 табл. фекту из ранее известных является обмазка для борирования, содержащая, мас,%:

Аморфный бор 15-40

Триэтаноламин 3-5

Фтористый натрий 5 — 40

Органическое связующее 15-77

К недостаткам известной обмазки следует отнести: высокую температуру процесса; низкую насыщающую способность; большую продолжительность процесса, Цель изобретения — разработка обмазки для диффузионного борирования, ускоряющей процесс насыщения и повышающей износостойкость и толщину диффузионного слоя.

Укаэанная цельдостигается путем замены в известной обмазке триэтаноламинэ и фтористого натрия на карбид бора, криолит и дополнителыяого введения тетрэфторобората калия, а в качестве органйческого связующего — водного раствора ПВА 9 при

1754794. следующем соотношении компонентов. мас.%;

Аморфный бор 18 — 30

Карбид бора 20-15

Тетрафтороборат калия 1-3

Криолит 3 — 2

Раствор ПВА-9 Остальное

Процесс насыщения осуществляется контактным злектронагревом со скоростью

10-300 С/с в течение 3-5 мин при температуре 950-10000С.

Аморфный бор и карбид бора являются поставщ:.ками активных атомов бора, тетрэфтороборэт калия и криолит являются активаторами процесса, способствующими созданию в рабочей зоне обмазки активной газовой фазы.

Пример При насыщении стали 45 в предлагаемой обмазке с использованием нагрева ТВЧ за 2 мин при температуре 9501000 С образовался боридный слой толщиной 140 мкм с поверхностной твердостью

Н100 — 1950-2050 кг/мм, состоящий из фэз

F > A. .L . Q

ВлсФнВ;е состава обмэзки и-. -: толщину боридного слоя приведено в таблице.

Составь! 1 и 5 взяты с выходом за граничные значения. В составе 5 наблюдается разрыв защитной обмазки за счет повышенного содержания активаторов и на поверхности наблюдаются следы окисления.

Испытание износостойкости образцов проводили на машине типа Шкода-Саввина в условиях сухого трения скольжения при

Р= 2„1кГс,,и= 750 об/мин, r = 30 мин, контртело — диск из Т15К6 диаметром 5=

63,25 мм толщиной В=2,5 мм, Как видно из таблицы, в предлагаемом составе при равных температурно-времен ных условиях процесса насыщения скорость роста диффузионного слоя выше в 2-3 раза по сравнению с известным.

Испытание на износостойкость на реальных деталях ПО Гомсельмаш" показало увеличение износостойкости в 3-5 раз по сравнению с .термообработанными (сталь

45, закалка+ отпуск) и в 1,5-2 раза по сравнению с известным, Реагенты: аморфный бор (В) ТУ 6-12-3578; карбид бора (В С) ГОСТ 3647-71; тетрафтороборат калия (KBF ) ГОСТ 9532-75; криолит (N32AIFo).

5 Введение в состав обмазки аморфного бора менее 15%, и карбида бора менее 20% резко снижает толщину диффузионного слоя, введение аморфного бора более 25% и карбида бора более 15% ухудшает качест10 во поверхности за счет приваривания металлических составляющих к поверхности изделий.

Активаторы процесса подобраны зкспериментальным путем из условия получения

15 качественного боридного слоя и исключения приваривания металлических составляющих к изделиям, Уменьшение содержания связующего менее 50% снижает вязкость боридной обмазки, увеличение связующего

20 свыше 54,5% увеличивает вязкость обмэзки и не позволяет получить равномерный по ,толщине активный слой, Органическое связующее — поливинилацетэтная эмульсия (ПВА9) ГОСТ 139 .."2 73

25 разведенная на воде до оБ 4 5 — 6 0 Иа ак тивный слой обмазки, нанесенной любым из.ес, ..e-одом(п=2-,5 .) .:а.оситс; защитная обмэзка, состоящая из 50% бор. ной кислоты +50% маршалита, замешанной

30 на этом же связующем с толщиной 1,5-2 мм.

После сушки защитной обмазки изделие может подвергаться химико-термической обраббтке..

Формула изобретения

Обмазкэ для диффузионного борирования, содержащая аморфный бор и органическое связующее, отличающаяся тем, что, с целью повышения насыщающей спо40 собности обмазки и повышения износо.стойкости диффузионного слоя, она дополнительно содержит карбид бора, тетрафтороборэт калия и криолит, а в качестве органического связующего — водный рас45 твор ПВА9, при следующем соотношении компонентов, мас.%: аморфный бор 18-30; карбид бора 20-15; тетрафтороборат калия

1 — 3; криолит 3 — 2; раствор ПВА9 — остальное.

1754794

Обмазка для борирования, мас.Ф

Номер

Упрочняемый материал

Глубина ОтносительдифФузион- ная износоного слоя, стойкость мкм

Водный раствор пвд9

1 17 20,5 0,5 3,5 .58,5

Сталь 20

Сталь 45

Сталь У8

2 18 20

Сталь 20

Сталь 45

Сталь УЗ

24 17

2,5 54,5

Сталь 20

Сталь 45

Сталь У8

4 30 15

Сталь 20

Сталь 45

Сталь УЗ

5 31 14 5 3 5 5 49 5

Сталь 20

Сталь 45

Сталь УЗ

6 (известная обмазка)

40ФВ + 5Ф триэтаноламина

+ 103 FNa + 453 органического связ его

Сталь 20

Сталь 45

Сталь УЗ

ЯОЩ

М- » «й

Составитель .И.Дашкова

Техред M,Ìîðlåíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор А.Миковская

Заказ 2870 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

Влияние состава обмазки на толцину боридного слоя

S0

59

28

110.

2,08

),65

1.37

5,28

4,50

4.96

5,45

4 93

4,32

4,92

4,S1

4,05

2,44

2,05

2,25