Состав для диффузионного борирования металлических изделий

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ «i943321 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 13. 10. 80 (21) 2995630/22-02 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹

С 23 С 9/04

ГаоудврстеенньN комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 15. 07, 82 ° Бюллетень № 26 на делен изобретений н открытий (53) УДК 621. 785. .51.06(088.8) Дата опубликования описания 15.07. 82

1

Ю. Н. Пресман, И. Г. Довгялло, Ж.М. Урбане1, АД ;,МйоНов и И. Н. Бурнышев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Белорусский технологический институт и (54) СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО БОРИРОВАНИЯ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к машино: строению, в частности к химико-термической обработке металлов и сплавов в порошковых насыщающих средах, а именно к диффузионному насыщению металлов и сплавов бором, и может быть использовано в машиностроительной,. нефтяной, химической и других отраслях промышленности для повышения эксплуатационной стойкости деталей машин и технологической оснастки.

Известно диффузионное борирование в порошкообразных средах с использованием в качестве источника активных атомов бора аморфного бора, его солей,15 карбида и окиси. бора (1 ).

Недостатками известного состава для диффузионного насыщения являются дефицитность и высокая стоимость порошков карбида бора или аморфного

20 бора и невозможность получения глубоких и равномерных.по толщине боридных слоев.

Наиболее близким к изобретению является состав (2 ) для борирования металлов и сплавов, содержащий окись бора, алюминий (порошок), окись алюминия и фтористый натрий при следующем соотношении ингредиентов, мас.ь:

Окись бора 15.-20

Алюминий (порошок) 5-8 фтористый натрий 0,5-2

Окись алюминия О ст ал ьное

К недостаткам известного состава относят низкую насыщающую способность и неудовлетворительную износо- и коррозионную стойкость.

Цель изобретения - интенсификация процесса насыщения.и повышение износои коррозионной стойкости обрабатываемой поверхности.

Указанная цель достигается тем, что в состав, содержащий окис бора и окись алюминия, дополнительно вводят карбид кальция и криолит при

3 94332 следующем .соотношении компонентов,,, мас.Ф .

Окись бора 35-40

Карбид кальция l 0-15

Криоли:т 3-5

Окись алюминия . 40-52

Карбид кальция,(СаС ) — соединение, кальция с углеродом . Чистый карбид кальция совершенно бесцветен и прозрачен, а технический состоит из твер- >в дых, непрозрачных кусков темносерого цвета; Получают карбид кальция накаливанием смеси негашеной извести (окиси кальция) с углем. Применяют для производства ацетилена, цианамида . 5 кальция и восстановления щелочных металлов.

Криолит (Ха А1Г6) — минерал, при- родный фторид. Искусственный криолит получают взаимодействием гидроокиси алюминия с плавиковой кислотой и последующей нейтрализацией кислого раствора содой. Для образования газовой фазы в процессе насыщения в качестве активизатора процесса используют криолит. ! t 4

Окись бора является поставщиком активных атомов .бора, карбид кальция - восстановитель, а окись алюми- . ния - инертная добавка, предотвращающая спекание смеси.

Пример. Составом, содержащим, мас.Ф: В 0> 35, СаС 15, Na3A1Fs 3, А1>0 47 проводят диффузионйое насыщение при 1000 С в течение 4 ч стали

45 и У8, а также титанового сплава

ВТ-1, Получают диффузионные слои толщиной 300, 260 и 60 мкм соответственно. Диффузионные слои на стали состоят из боридов железа и с(.-твердого раствора бора в железе с микротвердостью для стали 45-1500 кг/мм для У8 — 1650 кг/мм

Рентгеноструктурный фазовый анализ диффузионного слоя на титановом сплаве показывает, что на поверхности образуется борид титана Т В,микротвердость 2800-2900 кг/мм и твердый раствор бора в титане.

Данные .по обработке материалов в аналогичных температурно-временных условиях, но при различном соотношении компонентов приведены в таблице.

943321

1 Э Э 1 о s 1 х r 1

1 з Э I

u CL 1

I !Ф I

00 Ф м м

В В

Ф» ° л л»

О

-Ф м

° л бл м .. ф л ° л» ° л

IСС О е о х м

O >S с о е 1о

S O о v о о ,z * ! с>!

O S

1

1

1

1

1

I 1 ! CCI

1 S

1 с>!

l cO о о

Ф

X слл сч сЧ

Л СО сЧ

° В

Ф— а >s

1 IO 2

I oC Х о о

S

>S

E

IQ с о о о сЕ

В 1

1 I

1 Э I

1 Э S о z 1

Х Э 1 о а 1 о 1- 1

>Х л о о

1 1

1 Ф

Ф

--! -Ф

Ф z

S Ф

C>> S а

1 IO

1 I

l 1

1 1 ! се

1 ONOG 1

1 OЯ 1

I 1

\.— — — - л

Iи о х

>Х о

Iо сс

>!!

Х о

S о

CL г

Схо

>л о сч с4

СЧ

2 !!

О С!

L () !

С С> ао

Э сЧ о и

C.

/ 1,>

1 1

l Ф! 1 г

«1о р., о

- х

l 1

I — — -

>,О м сч сч c4 I

М л М СО сч cv 1 м сч

1 1

; с> оw о

1 х 1 сЧ л

СЧ Lf\

° Ф» а

1 О

1 сч >л о Е

° ° м ° м С>. !

SeO! ох,х о

О> Ф L

С III » O! zВz

1

1

S сс о с о о о о

О - > СО м сЧ

o o о д сЧ

IL 1 K

z Б

Э 0 Х аде

CO Х 9

IЛ ! .0 ! СО

Ф

I! >! л

IС) >л

:>

Il сс!

I<.Э

>л

:>>

III

1СЭ

СС

Э л рох !

О >I! Э о z

1 >Ф> >О

1 !

I ФФЪ

1 (>!

I г4 1

Ы 1

1 (б 1 и I

Фл —. ф 9

1 ВФ

М

1 .1 l

1 i ! I о

1 СЧ

1о ,Э Ф >Х

C>I И

K z м !

О >Х

cr

Э Э а III

C.L

1

I

1

1

1

1 !

1

1

1

I !

1

l 1

I

1

I !

1

OXO

О

CQ

Х

S х (Q

Ф о

CL

S а о

IO с а

Ф

III

1о о () ° ° л л

Ф» Ф ° ° 1 Ф» 1 О м р м . м !л л Ф

° Ф ° л ° л о

СО 1 СО 1 СО I - - 1

О .-! со !л сч О л л В

1 >Л . 1 -Ф -Ф >,О >Л !.о со а сл >Л О сч О1 С>О

Л СЧ ! СЧ I СЧ !Л о о о !л о о о о сч л о м м сЧ cv

7 943321

Как видно из таблицы, в предлагаемом составе при равных температурновременных условиях процесса насыщения в скорость роста диффузионного слоя Щ выше в 1,5-2 раза по сравнению с 5 Л известным. ц

Составитель Г. Бахтинова

Редактор М. Бандура Техред А. Бабинец Корректор А. Гриценко

Заказ 5042/36 Тираж 1053 ПОдписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Испытания на коррозионную стой Ф кость показывают, что по сравнению с известным насыщение в предлагаемом составе обеспечивает повышение стойкости в 304-ном НС1 — стали 45 в

2,5 раза, стали У8 в 1,2 раза; в

403-ом H+0<- стали 45 и У8 в 1,3-1,4 ра-за, в 103-ом HNQ- стали 45 В 1,8 ра- 1s за, а стали У8 - в 1,3 раза. В то время диффузионный слой, полученный борированием в предлагаемом составе, отличается достаточно высокой износостойкостью, обработка в предлагаемом 20 составе повышает износостойкость на

25-403 по сравнению с материалом, упрочненным в известном составе.

8 формула изобретения

Состав для диффузионного бориро-. ания металлических изделий, содержаий окись алюминия и окись бора, о т и ч а ю шийся тем, что, с елью интенсификации процесса насыщения и повышения износо- и коррозионной стойкости обрабатываемых изделий, он дополнительно содержит карбид кальция и криолит при следующем соотношении компонентов, мас. :

Окись бора 35-40

Окись алюминия 40-52

Карбид кальция 10-15

Криолит 3-5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Самсонов Г.В., Эпик А.П. Тугоплавкие покрытия. М., "Металлургия", 1973, с. 398.

2. Минкевич А.Н. Химико-термическая обработ ка металлов. М., "Машиностроение", 1965, с. 490.