Состав пасты для борирования стальных изделий

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для поверхностного упрочнения изделий и для повышения их эксплуатационной стойкости. Целью изобретения является повышение износостойкости обрабатываемых изделий путем увеличения сплошности диффузионного слоя. Состав содержит следующие компоненты, г/л: борсодержащее вещество 100 - 400, бура 40 - 180, водный раствор глицерина до 1 л. Предлагаемый состав обеспечивает повышение износостойкости в 1,5 - 2 раза за счет увеличения сплошности боридного слоя. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) Of) (5f)5 С 23 С 8/70

6, г ! ),»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

До 1 л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

APH ГКНТ СССР (21) 4377080/31-02 (22) 09.02.88 (46) 30.06 ° 90. Áíüï. У 24 (71) Могилевский технологический институт (72) С.А.Исаков, Н.A.Ìåøî÷êèí, С.А.Альтшулер и-В .М ..Картошкин (53) 621. 785. 5106 (088. 8), (56) Авторское свидетельство СССР

У 1116095, кл. С 23 С 9/04, 1982.

Изобретение относится к металлур- гии и может быть использовано при химико-термической обработке изделий для поверхностного упрочнения и повышения их эксплуатационной стойкости.

Цель изобретения — повышеш е износостойкости обрабатываемых изделий путем увеличения сплошности диффузионного слоя.

Состав пасты для борирования содержит борсодержащее вещество, буру в качестве активатора, в качестве связующего используют водный раствор глицерина при следующем соотношении компонентов, г/л:

Борсодержащее вещество 100 - 400Бура . 40 — 180

-Водный раствор глицерина

2 (54) СОСТАВ ПАСТЫ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для поверхностного упрочнения иэделий и повышения их эксплуатационной стойкости. Цель изобретения — повышение износостойкости обрабатываемых изделий путем увеличения сплошности диффузионного слоя. Состав содержит следующие компоненты, г/л: борсодержащее вещество 100-400, бура 40-180, водный раствор глицерина до 1 л. Предлагаемый состав обеспечивает повышение износостойкости в 1,5-2 раза за счет увеличения сплошности боридного слоя.

2. э.п. ф-лы, 2 табл.

При этом при использовании в качестве борсодержащего вещества карбида бора применяют 80-98%-mui раст- вор глицерина в воде. При использовании аморфного бора применяют 2-50%ный раствор глицерина в воде.

Применение в качестве связующего водного раствора глицерина позволяет получать однородную по составу пасту.

Это обусловлено достаточно высокой растворимостью буры в водном растворе глицерина. Борироваиие иэ пасты, характеризующейся высокой степенью од/ нородности, позволяет получать боридные слои повышенной иэносостойкосФи ,.вследствие высокой сплошности. Кроме того, применение в качестве связующего водного, раствора глицерина позволяет получать более однородные по составу однофазные боридные слои, 1574681 что также Обусловлено растворимостью буры в связующем.

При содержании борсодержащего вещества менее 100 г/л наблюдается пониженная диффузионная активность пасты вследствие недостаточного количества борсодержащего компонента.

Содержание борсодержащего вещества более 400 г/л не влияет на результаты борирования. При содержании буры в пасте менее 40 г/л насыщающая спосо-. ность состава нйзка. При. содержании буры более 180 г/л усложняется очистка борированных поверхностей после

ХТ0.

При содержании в качестве борсодержащего вещества карбида бора применяют 80-987.-ный раствор глицерина в воде. Использование, водного раствора глицерина с концентрацией менее 807 приводит к недостаточному сцеплению пасты с изделием. Применение водного раствора глицерина с концентрацией более 987 не влияет на результаты борирования.

При использовании аморфного бора в качестве борсодержащего вещества применяет 2-50%-ный раствор глицерина в йоде. Применение водного раст» вора с концентрацией менее 27 глицерина уменьшает раствооимость буры в пасте. Использование водного рйствора глицерина с концентрацией более

50% не влияет.на результаты борирования, в то же время удлиняется процесс сушки нанесенной пасты на изделие.

П р и и е р 1. Производили борирование из паст образцов из стали

45, диаметром и высотой 20 мм. В каt честве борсодержащего вещества использовали аморфный бор (ТУ 113-12132-83) . Борирование образцов производили при 990 С 3 ч в контейнере с засыпкой их смесью чугунной стружки и хлористого аммония. Буру (Na х 10Н О) использовали по ГОСТУ 4199Й

76. В качестве. связующего использовали 2-507--ный раствор глицерина в воде. Глицерин (СН ОНСНОНСН ОН) исполь эовали по ГОСТУ 6259-75. Сплошность боридного слоя оценивали компактностью, определяемой из соотношенйя:

К- — - 1007, и с х

1 оБь где Ь вЂ” толщина сплошного слоя спх боридов, мкм; .Ь " общая толщина боридного фБ Ш! слоя мки, Износостойкость .боридного слоя при изнашивании с ударом оценивали при скорости скольжения 0,42 м/с

5 и нагрузке 25Н., В качестве контртела использовали диск (И 80 мм) из закаленной и отпущейной стали Р18, имеющей выступы высотой 5 мм. Время испытаний 5 мин. Количество ударов за время испытаний 9000.

По аналогичным режимам обрабатывались образцы из этой же стали известным составом при следующем соотношении компонентов, г:

Аморфный бор 300 . Бура 180

Этиловый спирт ДО 1 л

Сравнительные результаты обработки приведены в табл. 1.

Предлагаемый состав обеспечивает более высокую износостойкость за счет увеличения сплошности боридного

25 слоя.

П р и и е р 2. Производили борирование (950 С, 4 ч) из паст образо цов из стали У8, диаметром и высотой

20 мм. В качестве борсодержащего вещества использовали карбид бора (В С, ГОСТ 5744-74). В качестве связующего использовали 80-987.-ный раствор глицерина в воде. Для сравнения проводили борирование по аналогичным режимам из состава: 84В С +

+ 16Na В4О7. Ь качестве связующего использовали смесь ацетона с клеем

БФ-2 и супьфитно-спиртовую барду.

40 Сравнительные результаты обработки приведены в табл. 2.

Предлагаемый состав обеспечивает износостойкость в 1,5-2 раза больше за счет увеличения сплошности боридного слоя.

Формула и з о б р е т е н и я.

1 ° Состав пасты для борирования стальных изделий, включающий борсодержащее вещестьо, активатор и связующее, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости обработанных изделий путем увеличения сплошности диффузиОннОго слОя, в качестве активатора он содержит буру, а в качестве связующего водный раствор глицерина при следующем соотношении компонентов, г/л:

1574681 6 содержащего вещества он содержит карбид бора, при этом он содержит 8098Х-ный водньп» раствор глицерина.

3. Состав по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве борсодержащего вещества он содержит аморфный бор, при этом он содержит 2-50lный водный раствор глицерина.

Борсодержащее вещество

Бура

Водньп» раствор глицерина

100 — 400

40 — 180

До1л

2. Состав по п. 1, шийся тем, что в о тличаю— качестве борТаблица 1

Состав борсодержащей Концентрация пасты, г/л глицерина в воде, 7

Компактность (К) боридно» о слоя Ж

Предлагаемьп» состав

26,0 40,0

4,60

Металлографически фиксируется фаза FeB

26,0

3,50

50,0

26,0

52,0

3,20

26,0

51,0

3,30

26,0

50,0

3,35

26,0

4,95

38,0

26,0

49,0

3,30

Усложняется отмывка после

ХТО; металлографически фиксируется фаза

FeB

Металлографически фиксируется фаза FeB

Бура 190

Водный раствор глицерина jIo 1 л

1 Аморфньп» бор 250 ,Бура 110 Водный раствор глицерина jlo 1 л

Аморфный бор 250

Бура 110

Водный раствор глицерина До 1 л

Аморфньп» бор 250

Бура 110

4,50

1,0

43,0

3,40

49,5

2,0

3,15

50 0

53,0

Аморфный бор 90

Бура 180

Водный раствор глицерина До 1 л

Аморфный бор 100

Бура 180

Водный раствор глицерина До 1 л

Аморфньп» бор 250

Бура 110

Водный раствор глицерина;То 1 л

Аморфньп» бор 400

Бура 40

Водный раствор глицерина До 1 л

Аморфньп» бор 410

Бура 40 .Водный раствор глицерина jIo 1 л

Аморфный бор 400

i5ypa 30

Водный раствор глицерина До 1 л

АморФньп» бор 100

Износ, мг Примечание

1574681

3,30

52,0

52,0

Известный состав

4,40

43,5

Предлагаемый состав

89,0 50,0

4,20

2,95

65,0

89,0

3 05

63,0

89,0

3,00

65,0

89,0

2, 2 0

6 2, 0

8 9, 0

4,10

51,0

89,0

3,13

60,0

89,0

Усложняется

Водный раствор глицерина о 1 л

Аморфный бор 250

Бура 110 ; Водный раствор глицерина До 1 л

Аморфный бор 300

Бура 180

Этиловый спирт До 1 л

Состав борсодержацей пасты, г/л

Карбид бора 90

Бура 180

Водный раствор глицерина До 1 л

Карбид бора 100

Бура 180

Водный раствор глицерина До 1 л

Карбид бора 250

Бура 110

Водный раствор глицерина До 1 л

Карбид бора 400

Бура 40

Водный раствор глицерина До 1 л

Карбид бора 410

Бура 40

Водный .раствор глицерина До 1 л

Карбид бора 400

Бура 30

Водный раствор глицерина До 1 л

Карбид. бора 100

Бура 190

Водный раствор глицерина До 1 л

Концентрация глицерина в воде, 7.

Компактность (К) боридного слоя, 7

Продолжение табл I

Иеталлографически фиксируются отдельные включения фазы FeB

Таблица ° 2

Износ, мг Примечание

Металлографически фиксируется фаза

FeB отмывка после

ХТО, металлографически фиксируется фаза FeB

1574681

Продолаение таба, 2

Металлографически фиксируется фаза

FeB

79,0

4,05

52,0

80,0

65,0

2,90

66,0

98,0

2,95

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 1760

Тирах 816

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ултород, ул. Гагарина,101

Карбид бора 250

Бура 110

Водный раствор глицерина До 1 л

Карбид бора 250

Бура 110

Водный раствор глицерина До 1 л

Карбид бора 250

Бура 110

Водный раствор

1глицерина До 1 л

Составитель Л.Бурлинова

Техред М. Дидык Корректор В.Кабаций