Порошкообразный состав для борирования стальных изделий


 


Владельцы патента RU 2413034:

Игонин Владислав Анатольевич (RU)

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано в машиностроении, станкостроении, на предприятиях строительной индустрии и в других отраслях промышленности. Порошкообразный состав для борирования стальных изделий содержит следующие компоненты, мас.%: карбид бора 45-65, фтористый натрий 5-8, высокоглиноземистый коррозионно-стойкий цемент на основе алюминатов кальция ВГКЦ-75-0,5 30-35, древесный угольный карбюризатор 8-12. Получается упрочненный слой на стальных изделиях при неоднократном использовании насыщающей смеси. 2 табл.

 

Заявляемое изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть применено для повышения износостойкости поверхностных слоев сплавов на основе железа в машиностроении, станкостроении, на предприятиях строительной индустрии и в других отраслях промышленности.

Известны составы порошковых насыщающих сред на основе карбида бора, гологенных соединений щелочноземельных металлов в качестве активаторов, наполнителей: окиси алюминия или железной окалины [1, 2, 3, 4].

Основными недостатками известных составов, является необходимость герметизации контейнеров с борируемыми деталями, недостаточная скорость насыщения и снижение насыщающей способности смеси.

Наиболее близким к изобретению является порошкообразный состав для борирования стальных изделий [3], включающий следующие компоненты, масса в %:

Карбид бора 45-65
Фтористый натрий 3-7
Железная окалина 20-25
Графит 4-8
Доломит 7-15

Применяемый порошкообразный доломит содержит MgCO3 и CaCO3 в процентном отношении (30-70). При нагреве насыщающей смеси, содержащей доломит, происходит его диссоциация:

1) MgCO3 распадается на MgO и CO2, интервал распада от 590°С до 800°С;

2) CaCO3 распадается на CaO и CO2, интервал распада от 725°С до 930°С.

При этом положительное влияние газовой фазы (двуокиси углерода CO2), которая уменьшает окисление смеси, а также интенсифицирует доставку бора к насыщаемой поверхности изделия, уменьшается с повторным использованием порошкообразного состава, снижая тем самым насыщающую способность смеси.

Техническим результатом является повышение насыщающей способности состава и повышение его технологичности, за счет возможности использования печной атмосферы.

Это достигается тем, что порошкообразный состав, содержащий карбид бора и фтористый натрий, согласно предлагаемому изобретению дополнительно содержит следующие компоненты, масса в %:

Карбид бора 45-65
Фтористый натрий 5-8
ВГКЦ-75-0,5 30-35
Древесный угольный карбюризатор 8-12

ВГКЦ -75-0,5 - высокоглиноземистый коррозионно-стойкий цемент на основе алюминатов кальция (ТУ 5737-006-00284345-99).

Химический состав ВГКЦ -75-0,5
Al2O3 CaO Fe2O3 SiO2 SO3 R2O
не менее не менее не более не более не более не более
75% 20% 0,5% 1,3% 0,15% 0,35%

Введенный в предложенный состав ВГКЦ -75-0,5 содержит 75% Al2O3 и 20% CaO, что обеспечивает высокую технологичность заявляемого состава, предохраняя смесь от спекания и исключая налипание ее на поверхность изделий. Введение порошкообразного древесного угольного карбюризатора (10% массы) обеспечивает стабильное образование газовой фазы CO2 при неоднократном использовании смеси, предохраняя ее от окисления, интенсифицируя доставку бора к поверхности изделия, сохраняя насыщающую способность.

Диффузионное борирование изделий предлагаемым составом производят следующим образом. Изделие очищают от ржавчины и грязи. Готовят борирующую смесь путем смешивания порошков: карбида бора, фтористого натрия, ВГКЦ -75-0,5 и добавляют древесный угольный карбюризатор, который предварительно перемалывают. Состав перемешивают в смесителе. Затем детали упаковывают в контейнер, пересыпают смесью и закрывают крышкой или асбестовым листом. Контейнер помещают в печь на 6 часов при температуре 950°С.

После насыщения контейнер извлекают из печи, охлаждают до комнатной температуры, извлекают детали и промывают водой, а образцы исследуют. Для изучения стойкости смеси новую партию образцов укладывают в контейнер повторно, засыпают смесью и проводят насыщение. О потере насыщающей способности смеси судят по уменьшению глубины упрочненного слоя в образцах-свидетелях.

В таблице 1 представлены результаты исследований изменения глубины упрочненного слоя в зависимости от кратности использования смеси известного и предложенного состава. Содержание компонентов исследуемых составов следующее, масса в %:

Таблица 1
Известный состав Предлагаемый состав
Карбид бора 50 50
Фтористый натрий 6 5
Железная окалина 22 -
ВГКЦ-75-0,5 - 35
Графит 7 -
Доломит 15 -
Древесный угольный карбюризатор - 10

Изменение глубины борированного слоя в зависимости от кратности использования смеси (температура борирования 950±10°С, время 6 часов, образцы Сталь 20) представлено в таблице 2.

Таблица 2
Кратность использования смеси, раз Глубина упрочненного слоя после насыщения, мкм
Известного (герметичный контейнер) Предлагаемого (не герметичный контейнер)
1 150 170
2 135 160
3 120 145
4 80 135

Таким образом, предлагаемый состав позволяет получить в условиях окислительной атмосферы печи, без применения герметичных контейнеров стабильный по глубине упрочненный слой при неоднократном использовании смеси.

Разница в глубине упрочненного слоя на образцах при четырехкратном использовании составляет 35 мкм.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Авт.свид. №920079 (СССР) М.кл. C23C 9/04. Состав для борирования стальных изделий.

2. Авт.свид. №1627587 (СССР) М.кл. C23C 8/70. Состав для борирования стальных изделий.

3. Авт.свид. №1712462 (СССР) М.кл. C23C 8/70. Порошкообразный состав для борирования стальных изделий.

4. Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Справочник. / Под ред. Л.С.Ляховича. М: Металлургия, 1981 - 423 с.

Порошкообразный состав для борирования стальных изделий, содержащий карбид бора, фтористый натрий, углеродосодержащее вещество, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ВГКЦ -75-0,5, а в качестве углеродосодержащего вещества - древесный угольный карбюризатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбид бора 45-65
Фтористый натрий 5-8
ВГКЦ - 75-0,5 30-35
Древесный угольный карбюризатор 8-12


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано для поверхностного упрочнения инструмента и деталей машин.

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей машин, изготовленных из углеродистой стали.

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке и может найти широкое применение в машиностроении, повышая долговечность деталей машин.

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов в порошковых средах, а именно к борированию винтовых передач, например винтов, червяков и т.

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может найти широкое применение в машиностроении для повышения долговечности деталей машин.
Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей машин, изготовленных из углеродистых сталей и чугуна.

Изобретение относится к химико-термической обработке. .

Изобретение относится к химико-термической обработке и может быть применено для повышения свойств поверхностных слоев изделий из железоуглеродистых сплавов. .
Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в инструментальном производстве для повышения долговечности изделий из сплавов на основе железа.

Изобретение относится к металлургии и машиностроению, а именно к химико-термической обработке стальных деталей и может быть использовано для упрочнения рабочих органов сельхозтехники, применяемых при обработке почв по современным энерго- и ресурсосберегающим технологиям (плуги-плоскорезы, стрельчатые лапы, долота-рыхлители, долотообразные лемеха и пр.), большая часть поверхности которых в процессе работы находится в почве

Изобретение относится к способу химико-термической обработки и может быть использовано для повышения эксплуатационной стойкости изделий
Изобретение относится к области металлургии и машиностроения, а именно к комбинированным способам поверхностного упрочнения деталей из стали 40. Первоначально проводят предварительное поверхностное локальное борирование с использованием лазерного нагрева из обмазки, содержащей бор или его соединения. Затем осуществляют процесс термодиффузионного насыщения бором при нагреве до температуры Т=850-950°С с выдержкой в течение 3-4 часов. Обеспечивается снижение хрупкости борированных слоев, сокращение длительности и снижение температуры процесса термодиффузионного насыщения поверхности деталей при сохранении высокой твердости. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может найти применение в машиностроении для обеспечения повышения эксплуатационных характеристик деталей машин. Способ упрочнения поверхности стального изделия включает нанесение борсодержащей обмазки и последующую термообработку. В качестве борсодержащей обмазки на поверхность стального изделия наносят гомогенизированную смесь, состоящую из фенолформальдегидной смолы, имеющей коксовое число в отвержденном состоянии не менее 52% (А), борного ангидрида (Б) и карбонила железа (В) в соотношении А:Б:В от 90:8:2 до 50:40:10, с последующей двухстадийной термообработкой. На первой стадии осуществляют нагрев до 200-350°C в течение 2-8 минут с помощью инфракрасной лампы, а затем на второй стадии проводят нагрев с обеспечением температуры обмазки 850-1000°C за счет воздействия газопламенной горелкой в течение 10-30 минут. Обеспечивается повышение эффективности проникания борсодержащих компонентов, снижение температуры и времени насыщения стальной поверхности и упрощение технологии процесса. 1 табл., 1пр.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для повышения эксплуатационных характеристик трущихся поверхностей колес железнодорожного транспорта и других целей. Способ упрочнения поверхности стального колеса железнодорожного транспорта включает нанесение борсодержащей обмазки, представляющей собой гомогенизированную смесь, состоящую из фенолформальдегидной смолы, имеющей коксовое число в отвержденном состоянии не менее 52% (А), борного ангидрида (Б) и карбонила железа (В) в соотношении А:Б:В от 90:8:2 до 50:40:10, и последующую двухстадийную термообработку. На первой стадии осуществляют нагрев с помощью инфракрасной лампы до 200÷350°С в течение 2÷8 минут, а затем на второй стадии нагрев проводят воздействием газопламенной горелки в течение 10÷30 минут с обеспечением температуры обмазки 850÷1000°С. Обеспечивается повышение эффективности проникновения борсодержащих компонентов, снижение температуры и времени насыщения стальной поверхности колеса и упрощение технологии процесса за счет использования обмазки, содержащей компоненты в виде гомогенизированной смеси до молекулярных размеров. 1табл., 1 пр.
Наверх