Состав для борирования стальных изделий

 

Изобретение относится к химико-термической обработке в порошковых средах и может быть использовано в приборостроительной и других отраслях промышленности для упрочнения изделий из высоколегированных сталей. Цель изобретения - интенсификация процесса насыщения и улучшение качества упрочненной поверхности за счет устранения припекания частиц смеси. Состав содержит, мас.%: тетрафтороборат натрия 4-6

перманганат калия 5-7

криолит 1-3

оксид алюминия 18-25

карбид бора остальное. Это позволяет интенсифицировать процесс насыщения в @ 2 раза и получить при этом качественные покрытия. 2 табл.

СОЮЗ авЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))5 С 23 С 8

ГОСУДАРСТВЕННЬ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ма3А1уб 3NaF + A1P>.К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (21) 4642418/27-02 (22) 19. 12 ° 88 (46) 23.10.90. Бюл. У 39 (71) Научно-производственное объединение "Магнетон" (72) Н.В.Филиппова и В.П.Бугров (53) 621. 785. 510.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И. - 1010160, кл. С 23 С 8/70, 1981. (54) СОСТАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к химикотермической обработке в порошковых

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов в порошковых средах и может быть использовано в приборостроительной и других отраслях промышленности, в частности при изготовлении оснастки из высоколегированных немагнитных сталей в производстве постоянных оксидных магнитов.

Целью изобретения является интенсификация процесса насыщения и улучшение качества упрочненной поверхности за счет устранения припекания частиц смеси.

Состав для борирования стальных изделий преимущественно из высоколегированных сталей, включающий карбид бора, тетрафтороборат натрия и перманганат калия, дополнительно содержит криолит и оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

ÄÄSUÄÄ 1601195 А1

2 средах и может быть использовано в приборостроительной и других отраслях промышленности для упрочнения иэделий из высоколегированных сталей.

Цель изобретения — интенсификация процесса насыщения и улучшение качества упрочненной поверхности за счет . устранения припекания частиц смеси.

Состав содержит, мас.%: тетрафтороборат натрия 4-6; перманганат калия

5-7; криолит 1-3; оксид алюминия

18-25; карбид бора остальное. Это позволяет интенсифицировать процесс насыщения в 2 раза и получить при этом качественные покрытия. 2 табл.

Тетрафтороборат натрия . 4-6

Перманганат.калия 5-7

Криолит 1-3

Оксид алюминия 18-25

Карбид бора Остальное

Использование в качестве активато- > ыб ров при борировании таких веществ ф как тетрафтороборат натрия, криолит, р перманганат калия объясняется тем, что, являясь солями щелочных металлов, .они понижают температуру разло- ©

;жения карбида бора:

Содержание криолита 1-3 мас.7.. в сумме с тетрафтороборатом натрия и перманганатом калия позволяет длительно поддерживать высокую активность шихты. Большое количество криолита в сумме с остальными активаторами отрицательно влияет на качест-. во поверхности изделия — разъедание, 1601195

Т а б л и ц а 1

Содержание компонентов, мас.Х

Состав

Перманга- Криолит Окись нат калия алюмиТетрафтороборат натрия

Карбид бора ния

5

1

3

6

22

18

2

Остальное

Il

1t

tl меньшее количество не дает заметного эффекта.

Введение в состав шихты окиси алюминия пс":.воляет получить покрытия высокого качества вследствие устране5 ния процесса приваривания частичек карбида бора. Увеличение количества окиси алюминия в смеси против указанного снижает скорость борирования, а уменьшение приводит к появлению налипания частичек карбида бора.

Исключение одного из компонентов предлагаемой насыщающей сРеды, а также изменение их соотношения не позволяют увеличить насыщающую способность состава и получить на поверхности качественные однофазные слои.

Пример. Процесс борирования проводят из смеси предлагаемого состава на образцах 30х15х3 мм из стали

12Х18Н9Т и ДИ-61 (12х13Г18Д) .

Компоненты, для насыщения смеси предварительно просушивают и прокаливают (карбид бора при 400 С в течение 1 ч, окись алюминия при 1000 С в течение 1 ч, тетрафтороборат натрия, перманганат калия и криолит при 150 С в течение 1-1,5 ч),,смешивают и из-.

30, мельчают на вибромельнице до средне го размера частиц 50-60 мкм.

Образцы из стали 12Х18Н9Т перед борированием проходят вакуумный отжиг. Процесс борирования проводят в вакуумных печах при 960 С в аргоне в течение 2,5 ч. Для рассасывания образовавшихся боридов вглубь после борирования проводят вакуумный отжиг при 960 С в течение 6-8 ч.

Структуру стали исследуют металлографическим и рентгеноструктурным анализом. Металлографический анализ проводят по поперечным шлифам образ-, цов на микроскопе MNP-2P при увели- чении х 300. Микротвердость измеряют на микротвердомере ПМТ-3 при нагрузке 100 г и времени нагружения 15 .с.

Проведенный рентгеноструктурный ана-. лиз показывает, что основной фаэовой составляющей покрытий, полученных в этих составах, является фаза (Fe, Сг gj) В, В табл. 1 представлены предлагае-, мые составы для борирования; в табл.2 — результаты диффузионного насыщения образцов сталей 12К18Н9Т и

ДИ-61 (12Х13Г18Д) .

Как следует„иэ результатов, приведенных в табл.2, предлагаемый состав для борирования по сравнению с известным позволяет увеличить глубину борированного слоя в . 2 раза и получить при этом качественные покрытия.

Формула и з обр ет ения

Состав для борирования стальных изделий, преимущественно иэ высоколегированных сталей, содержащий карбид бора, тетрафтороборат натрия, перманганат калия, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью интенсификации процесса насыщения и улучшения качества упрочненной поверхности эа счет устранения прилипания частиц смеси, он дополнительно содержит криолит и оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Тетрафтороборат натрия 4-6

Перманганат калия 5-7

Криолит 1-3

Оксид алюминия . 18-25

Карбид бора Остальное

1601195

Таблица

Температу- Время ра бориро- проо вания, С цесса, ч

Глубина слоя, мкм

Состав

12Х18Н9Т ДИ-61

45-50

80-90

2,5

960

10-12

Составитель И.Дашкова

Редактор Н.Гунько Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинец

Заказ 3250 . Тираж 813 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Известный

Предлагаемый

2

3 ,4

960

2,5

2,5

2,5

2,5

80-85

95-100

100-105

105-110

120-130

140-150

150-160

170-175

Площадь поверхности, подвергнутая привариванию частиц смеси, Х