Состав для боромеднения стальных изделий в виброкипящем слое

 

Использование: изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в машиностроении, инструментальном производстве для повышения работостойкости изделий из сплавов на основе железа. Сущность изобретения: состав содержит, мас. % : карбид бора 5 - 35; окись меди 0,05 - 0,25, хлористый аммоний 0,05 - 0,1, корунд 64,65 - 94,9. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в машиностроении, инструментальном производстве для повышения работоспособности изделий из сплавов на основе железа.

Известен состав для боромеднения стали, содержащий следующие компоненты, мас. % : Карбид бора 95 Окись алюминия 2,5 Хлористый аммоний 2,5 Медь 2,4 от общего веса Недостаток насыщающей смеси - низкая скорость формирования боромедненных слоев.

Наиболее близким к предлагаемому является состав для боромеднения, в котором содержатся следующие компоненты, мас. % : Карбид бора 45-65 Фтористый натрий 2-10 Окись меди 25-45 Однако наличие в составе в качестве активатора фтористого натрия приводит к спеканию насыщающей смеси, что затрудняет диффузионное насыщение бором и медью стальной поверхности, а также не гарантирует хорошего качества боромедненной поверхности стальных изделий. Повышенное содержание окиси меди в составе насыщающей смеси приводит к понижению поверхностной твердости изделий, а также к образованию пористого медного слоя на поверхности стальных изделий.

Целью изобретения является повышение насыщающей способности состава, увеличение поверхностей твердости и улучшение качества поверхности боромедненных стальных изделий.

Поставленная цель достигается боромеднением стальных изделий в виброкипящем слое в составе, компоненты которого взяты при следующем соотношении, мас. % : Карбид бора 5-35 Окись меди 0,05-0,25 Хлористый аммоний 0,05-0,1 Корунд Остальное Диффузионное боромеднение в предлагаемом составе проводят в виброкипящем слое в течение 1-2 ч при 900-950^оС.

Карбид бора вводится в состав компонентов с целью получения слоя с содержанием борида железа.

Присутствие в составе насыщающей смеси окислов меди позволяет получать активные атомы меди за счет химических реакций между компонентами смеси. При этом создаются условия для более благоприятного протекания процессов адсорбции и диффузии атомов меди и бора в стальную поверхность.

Хлористый аммоний, имеющий температуру разложения 350^оС, вводится как активирующая добавка, позволяющая проводить процесс боромеднения стальных изделий в виброкипящем слое без спекания смеси.

Образующийся при диссоциации хлористого аммония, хлор способствует образованию активных атомов меди и является переносчиком бора и меди к насыщаемой поверхности. При этом не только увеличивается скорость формирования боромедненного слоя, но и устраняется язвенное разрушение насыщаемой поверхности.

Введение в состав насыщающей смеси карбида бора менее 5 мас. % приводит к нестабильности протекания процесса насыщения поверхности изделия бором и снижению поверхностной твердости. Увеличение его свыше 35 мас. % нецелесообразно в целях экономии материала.

Уменьшение содержания окиси меди (менее 0,05 мас. % ) снижает стабильность протекания процессов адсорбции и диффузии атомов меди в стальную поверхность, тем самым снижает скорость формирования боромедненных слоев. Увеличение содержания окиси меди (более 0,25 мас. % ) ухудшает технические свойства диффузионного слоя, снижая поверхностную твердость, а также ухудшает качество боромедненной поверхности стальных изделий, образуя пористый слой меди на поверхности.

Уменьшение содержания хлористого аммония (менее 0,05 мас. % ) приводит к нестабильности протекания процесса восстановления окиси меди, а также к нестабильности процесса переноса бора и меди к насыщаемой поверхности, тем самым уменьшая насыщающую способность состава. Увеличение его свыше 0,1 мас. % нецелесообразно в целях экономии материала.

Корунд вводится в состав смеси для создания кипящего слоя.

П р и м е р. Образцы из стали 45 диаметром 5 мм и длиной 50 мм подвергали химико-термической обработке в предлагаемом и известном составах при соответствующих сопоставительных режимах с целью определения твердости диффузионного слоя и насыщающей способности смеси. Результаты металлографических исследований приведены в таблице.

Из приведенных данных следует, что химико-термическая обработка стальных изделий в виброкипящем слое в предлагаемом составе по сравнению с обработкой в известном составе улучшает качество обработанной поверхности стального изделия, увеличивает поверхностную твердость изделий в 1,4 раза, время обработки в насыщающей смеси сокращается в 2-4 раза.

Формула изобретения

СОСТАВ ДЛЯ БОРОМЕДНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ВИБРОКИПЯЩЕМ СЛОЕ, содержащий карбид бора, окись меди и активатор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит корунд, а в качестве активатора - хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас. % : Карбид бора 5 - 35 Окись меди 0,05 - 0,25 Хлористый аммоний 0,05 - 0,1 Корунд 64,65 - 94,9

РИСУНКИ

Рисунок 1