Состав для диффузионного насыщения стальных изделий

 

Изобретение относится к металлургии , в частности к химико-термической обработке стальных изделий, а именно к процессам диффузионного насыщения, преимущественно бором, различных деталей машин, инструмента и технологической оснастки, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. Пель изобретения - снижение хрупкости диффузионных слоев и повышение износостойкости стальных изделий. Состав содержит 1-2 мас.% гексафторалюмината аммония, 15-20 мас.% азотированного электролитического марганца и остальное карбид бора. Состав позволяет снизить хрупкость диффузионных слоев в среднем на 50%, а износостойкость увеличивается на 15- 20%. 1 табл. с S СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU (I I I

ДЦ5 С 23 С 12/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4667106/02 (22) 27,03.89 (46) 15.01.91. Бюл. Р 2 (71) Белорусское распубликанское научно-производственное объединение порошковой металлургии (72) 10.Â.Òóðîâ, И.Г.Рутман, Г.В.Борисенок и В.И.Алешкевич (53) 621.785-51.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н - 852964, кл. С 23 С 12/02, 1981. (54) СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, а именно к процессам диффузионного насыщения, преимущественно бором, различных деталей машин, инструмента и технологической оснастки, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности.

Пель изобретения — снижение хрупкости диффузионного слоя и повышение .износоетойкости стальных изделий.

Состав содержит карбид бора, азотированный электролитический марганец и гексафторалюминат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.7:

2 а именно к процессам диффузионного насыщения,, преимущественно бором, различных деталей машин, инструмента и технологической оснастки, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промьппленности.

Пель изобретения — снижение хрупкости диффузионных слоев и повышение износостойкости стальных иэделий.

Состав содержит 1-2 мас.7 гексафторалюмината аммония, 15-20 мас.7, азотированного электролитического марганца и остальное карбид бора. Состав позволяет снизить хрупкость диффузионных слоев в среднем на 507, а износостойкость увеличивается на 15- а

207.. 1 табл. 8

Гексафторалюминат аммония 1-2

Азотированный электролитический марганец 15-20

Карбид бора Остальное

Карбид бора {ГОСТ 5744-74) В С выполняет функцию поставщика активных атомов бора для. образования на поверхности сталей боридов железа, обладающих высокой твердостью и, как следствие, износостойкостью.

Азотированный электролитический марганец (TY 14-5-59-75) Мп(И) выполняет функцию поставщика активных атомов марганца и активизатора процесса насыщения. Активизация процесса бо1620505 рирования происходит вследствие формирования и роста однофазного боридного слоя, состоящего из фазы (Ге, Nn) В, скорость роста которой вьппе скорости фазы Ге В, так как атомный радиус марганца больппе атомного рао циуса железа (соответственно 1,30 А о и 1,24 А) . Легирование борида железа

Ге, В марганцем снижает хрупкость диф- 10 фузионного слоя, обеспечивает формирование благоприятной эпюры остаточных сжимающих напряжений после насыщения во.всем интервале температур и, как следствие, повышение износостойкости обрабатываемых изделий, Гексафторалюминат аммония ( (ИН4) А1Рь j является активизатором процесса насыщения.

Состав для диффузионного насьш е- 20 ния стальных изделий, содержание компонентов в котором выходит за пределы, ограниченные формулой изобретения, не удовлетворяет поставленным целям по следующим причинам: 25 увеличение в составе количества азотированного электролитического марганца приводит к протеканию преиму. щественно процесса марганцирования с участием бора, что не дает положительного эффекта — повышения износостойкости обрабатываемых изделий, а уменьшение приводит к повышению хрупкости диффузионных слоев; увеличение в составе гексафторалюмината аммония вызывает интенсивное газовыделение из состава продуктов

E1 0 разложения без сколько-нибудь заметного увеличения толщины диффузионного слоя, а при меньших количествах активизатора толщина диффузионного слоя снижается.

Химико-термическую обработку в пр едлаг немом сос тане осуществляют при

850-980 С в течение 4-б ч в контейне45 рах с плавким затвором без .использования вакуума и защитных атмосфер.

В таблице приведены исследуемые составы, а также результаты испытаний на хрупкость и износостойкость боридных слоев на стали 45, полученных в известном и предлагаемом составах.

Насьппение проводят при 900 С в те— чение 4 ч в контейнере с плавким затвором„

Испытания на хрупкость боридных слоев проводят на микротвердомере

ПМТ-3 при нагрузке 0,490 Н (количество отпечатков п=30), времени выдержки при нагружении (2) 15 с. Хрупкость оценивают по среднему баллу хрупкости — отношению суммарного балла хрупкости (Z ) к общему количестР ву отпечатков (n).

Испытания на износостойкость проводят на машине типа 1пкода-Савина при нагрузке 5 кг и скорости вращения твердосплавного диска (=59,0 мм, P=4,45 мм, HRC 74-75) 730 об/мин.

Износ оценивают через 15 мин испытаний по объему лунки (MM ), вытертой диском на плоской поверхности борированного образца.

Как видно из приведенных данных, применение предлагаемого состава позволяет снизить хрупкость диффузионных слоев в среднем на 50 и повысить износостойкость обрабатываемых изделий на 15-20 ..

Ф о р мул а и э o6 р е т е ни я

Состав для диффузионного насьпцения стальных изделий, включающий карбид бора. марганецсодержащее вещество и активатор, отличающийся тем, что, с целью снижения хрупкости диффузионного слоя и повышения износостойкости стальных изделий, он в качестве марганецсодержащего вещества содержит аэотированный электролитический манганец, а в качестве активатора — гексафторалюминат аммония при следующем соотношении компонентов, мас. -:

Гексафторалюминат

I аммония 1-2

Азотированный электролитический марганец 15-20

Карбид бора Остальное

УменьшеНасыщающая среда

Содержание комТолщина диффузионного

06 ъемньп"

Состав р. балл рупкоси, 7p/и износ, „з ние хрупкости слоя, 7 понентов, мас.7 слоя мм

Известный

52

32

130

0,132

1,21

Карбид бора фтористый натрий

Колчеданный огарок

Порошок марганца

Предлагаемый

Гексафторалюминат аммония

Азотированный электролитический марганец

Карбид бора

Гексафторалюминат аммония

Азотированный электролитический марганец

Карбид бора

Гексафторалюминат

175

0,112

0,87

1,5

О, 108

0,82

17,5

170

О, 114

0,74

63 аммония

Азотированный электролитический марганец

Карбид бора

Составитель Н.Сункина

Техред Л.Олийнык!

Редактор М.Петрова

Корректор Н.Король

Заказ 4221

Тираж

Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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