Расплав для электролизного боровольфрамирования стальных изделий

 

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для повышения стойкости технологической оснастки и оборудования Целью изобретения является повышение износостойкости при сохранении высокой насыщающей способности состава . Готовят смесь для электролизного боровольфрамирования состава, мас.%. бура 4Ь-60, фтористый натрий 10-20, силикомарганец 5-15; карбид бора 5-20; двуокись вольфрама 10-20. Смесь нагревают до , погружают в расплав образец из стали У8А и проводят электролизное борофольфрамирование при плотности тока 0,15-0,2 А/см2 и напряжении 6-24 В Применение предложенного состава позволяет повысить износостойкость борированных изделий при сохранении высокой насыщающей способности состава. 1 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 23 С 8/70

ГОСУДАРСТВЕHHblA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

° ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР(;КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816543/02 (22) 26.02,90 (46) 15.08. 92. Бюл, М 30 (71) Ташкентский политехнический институт им. А.P. Бируни (72) В.А, Рогов и М,А. Плоткин (56) Авторское свидетельство СССР M.

1548264, кл, С23 С 8/70, 1988. (54) РАСПЛАВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО

БОРОВОЛЬФРАМИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для повышения стойкости технологической оснастки и обоИзобретение относится к химико-термической обработке металлов сплавов и может быть использовано для повышения стойкости технологической оснастки и оборудования.

Наиболее близким по технической сущности и достйгаемому положительному эффекту к изобретению является расплав для борирования, содержащий следующее соотношение компонентов, мас.%:

Бура 40-60

Силикомарганец 5-15

Литий борнокислый 10 — 30

Фтористый натрий 5 — 20

Данный расплав при электролизном борировании стали УВА при температуре

900 С в течение 2 ч позволяет получить толщину диффузионного слоя 190 мкм. Однако насыщающая способность данного расплава с течением времени ухудшается вследст,, Ы3„„1754793 А1 рудования. Целью изобретения является повышение износостойкости при сохранении высокой насыщающей способности состава. Готовят смесь для электролизного боровольфрамирования состава, мас.%: бура

45-60; фтористый натрий 10 — 20; силикомарганец 5 — 15; карбид бора 5-20; двуокись вольфрама .10-20. Смесь нагревают до

900 С, погружают в расплав образец из стали У8А и проводят электролизное борофольфрамирование при плотности тока 0,15-0,2

А/см и напряжении 6 — 24 В. Применение

2 предложенного состава позволяет повысить износостойкость борированных изделий при сохранении высокой насыщающей способности состава, 1 табл. вие малого количества боросодержащих компонентов, что приводит к быстрому истощению данного расйлава.

Цель изобретения — повышение износостойкости при сохранении высокой насыщающей способности расплава, Поставленная цель достигается Тем, что расплав для электролизного боровольфрамирования стальных изделий, содержащий буру, силикомарганец и фтористый натрий, дополнительно содержит двуокись вол ьф рама и карбид бора при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бура 45-60

Двуокись вольфрама 10 — 20

Силикомарганец 5-15

Карбид бора 5 — 20

Фтористый натрий 10-20 у технического решения появилось новое свойство — повысилась износостойкость

1754793 диффузионного покрытия при сохранении высокой насыщающей способности расплава за счет повышения бора и вольфрамосодержащих веществ и более медленного их разложения до активных.атомов бора и фольфрама. Кроме того, предлагаемое соотношение компонентов буры и двуокиси вольфрама в расплаве изменяет строение расплавленной смеси; за счет. ионизации

: расплава уменьшается концентрация громоздких катионных и анионных группировок, что снижает температуру плавления среды, и как следствие, понижение температуры диффузионного насыщения с 1100 до 900 С, При этом увеличивается вероятность образования высокобористой фазы

FeB, легированной вольфрамом, что приводит к повышению микротвердости покрытия.

Введение в предлагаемый расплав силикомарганца в количестве 5.— 15% увеличивает активность расплава. Увеличение количества силикомарганца свыше 15% приводит к образованию осадка — шлама, загрязняющего расплав; уменьшающего его жидкотекучесть, насыщающую способность, микротвердость покрытия, Уменьшение его ниже, 5 не дает ощутимых результатов в интенсификации процесса;

Использование двуокиси вольфрама в количестве 10-20% способствует легированию боридов FeB и FeB, что ведет к повышейию износостойкости покрытия.

Увеличение количества двуокиси вольфрэма свыше 20% снижает активность ванны и уменьшает жидкотекучесть расплава.

Уменьшение его ниже 10% не изменяет структуру диффузионного слоя и его износоСтойкость, Благодаря введению фтористого натрия в количестве 10 20% изменяется строение расплавленной среды, уменьшаются кати. онные и анионные группировки, что уменьшает вязкость и увеличивает электрическую проводимость расплава. Введение в жидкостный расплав фтористого натрия менее

10% нецелесообразно, т.е. строение расплавленной среды не изменяется. Увеличение количества фтористого натрия свыше

20 снижает активность насыщающей сре ды.

Использование карбида бора в количестве 5-20% способствует повышению насыщающей способности раСплава.

Увеличение количества карбида бора свыше

20 снижает жидкотекучесть расплава, что ведет к уменьшению насыщающей способности. Уменьшение его ниже 5 не вносит заметного вклада в увеличение длительности использования расплава.

20

40

50

55 Пример, Расплав для электролизного боровольфрамирования стальных изделий готовят следующим образом. Компоненты состава (буру и двуокись вольфрама) прокаливают при температуре "400 С в течение 4 ч для удаления кристаллизационной влаги, Взвешивают порошкообразные компоненты состава в соответствии с указанными в таблице пределами, В жаростойкий контейнер, нагретый до 700 С, засыпают буру и повышают температуру до 900 С. После расплавления буры вводят последовательно фтористый натрий, силикомарганец, двуокись вбльфрама, карбид бора в соотношениях, указанных в примерах 1-9 (см, таблицу). При этой температуре упрочняющие образцы из стали УВА размером

10х10х30 мм погружают в расплав. Для активизации расплава через него пропускают обратный постоянный ток в течение 5 мин .

Затем меняют полярность и проводят процесс в течение всего периода диффузионного упрочнения г=1-4 ч (плотность тока на катоде образца 0,15 — 0,2 А/см, напряжение г

5 6-24 Б), В зависимости от требуемой тол цины диффузионного слоя процесс насыщения ведут в течение 1-4 ч.

После окончания процесса диффузионного насышения проводят процесс доборирования, в течение 5 — 7 мин меняя полярность катода и анода, пропуская обратный ток, что позволяет значитеЛьно сократить время отмывки боровольфрамируемых деталей. закалку проводят с температуры диффул

5 зионного насыщения в масле, Компоненты при приготовлении состава применяются в виде порошкообразных материалов фракцией 0,2 мм; бура техническая ИагВ40т—

ГОСТ 8429-57, Р/Ог — двуокись вольфрама, фтористый натрий марки "Ч" ГОСТ 4463-66, порошкообразный силикомаргэнец, карбид бора по ГОСТ 3647-71.

Результаты диффузионного насыщения стали после обработки из составов, содер>кащих компоненты в различных соотношениях, представлены в таблице.

Как видно из таблицы, толщина образованного слоя на стали УВА при температуре

900 С в течение 2 ч составляет 190 — 220 мкм. в то же время насыщение из состава при тех же условиях позволяет получить-190 мкм.

Полученные данные свидетельствуют о повышении износостойкости покрытия из предлагаемого состава по сравнению с известным в 1,25-1,50 раза, насыщающая способность расплава сохраняется на том же уровне, Использование предлагаемого расплава для электролизного боровольфрамирования стальных изделий обеспечивает по

1754793

Состав, мас.

Толщина слоя, мкм

Пример

Износостойкость, мг/см км

Силикомарганец

Двуокись вольфрама

Карбидбора

Фтористый нат ий

Бура

П е ла гаем ый

5

10

24

23

24

22

220

48 .

52

1

3

5

12

13

7 ов

Сос е х назван тавы с соде жанием св ных и едел

26

44

5

7

5

100

А.с. СССР N 1548264, кл С 23 С 8/70 1988 r. и ототип

50 10 25 йа2В04 15 190

30

Составитель В.Черногрицкий

Редактор А.Миковская Техред M,Моргентал Корректор А,Осауленко

Заказ 2870 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101 сравнению с известными увеличение иэносостойкости покрытий на 25-507;. повышение насыщающей способности расплава на

15 g, получение равномерного диффузионного слоя. снижение пористости покрытия, 5 уменьшение времени отмывки борируемых деталей в 2-3 раза, обеспечивает возможность многократного его использования.

Формула изобретения, Расплав для электролизного боровольф- 10 рамирования стальных изделий, садержащий буру, фтористый натрий и силикомарганец, отличающийся тем, что. с целью повышения износостойкости при сохрайении высокой насыщающей способности расплава, он дополнительно содержит карбид бора и двуокись вольфрама при следующем соотношении компонентов, мас.7,:

Бура 45-60

Фтористый натрий: 10-20

Силикомарганец 5 — 15

Карбид бора 5-20

Двуокись вольфрама 10 — 20