Состав для боромеднения стальных изделий в виброкипящем слое

 

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. Сущность изобретения: состав содержит, мас. % : аморфный бор 10 - 35; хлористый аммоний 0,05 - 0,25; закись меди 0,025 - 0,05; корунд 64,7 - 89,925. 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 [1] для боромеднения, содержащий следующие компоненты, мас. % : Карбид бора 95 Окись алюминия 2,5 Хлористый аммоний 2,5 Медь 2,4 от общего веса Однако наличие в составе порошковой меди в свободном состоянии затрудняет диффузионное насыщение одновременно двух элементов - бора и меди в стальную поверхность. При этом не обеспечивается высокого уровня скорости образования боромеднения слоя.

Известен состав для боромеднения, в котором содержатся следующие компоненты, мас. % : Карбид бора 45-65 Фтористый натрий 2-10 Окись меди 25-45 Однако использование окиси меди совместно с фтористым натрием приводит к спеканию насыщающей смеси, что затрудняет диффузионное насыщение бором и медью стальной поверхности.

Целью изобретения является повышение насыщающей способности состава, что обеспечивает увеличение скорости образования боромедненных слоев.

Цель достигается тем, что состав, содержащий боронасыщенное вещество, хлористый аммоний, меденасыщенное вещество, корунд, содержит в качестве боронасыщенного вещества аморфный бор, а в качестве меденасыщенного вещества закись меди при следующем соотношении компонентов, мас. % : Аморфный бор 10-35 Хлористый аммоний 0,05-0,25 Закись меди 0,025-0,05 Корунд Остальное Аморфный бор вводится в состав компонентов с целью получения слоя с содержанием борида железа.

Присутствие в составе компонентов закиси меди позволяет получать активные атомы меди за счет химических реакций между компонентами смеси. При этом создаются условия для более благоприятного протекания процессов насыщения медью и бором стальной поверхности.

Хлористый аммоний вводится как активирующая добавка, позволяющая проводить процесс боромеднения стальных изделий в виброкипящем слое без спекания насыщающей смеси.

Корунд вводится для создания системы, в которой путем наложения вибрации создается интенсивное перемешивание частиц.

Введение в состав насыщающей смеси аморфного бора менее 10 мас. % приводит к нестабильности протекания процесса насыщения поверхности бором и к снижению поверхностной твердости. Увеличение содержания аморфного бора более 35 мас. % нецелесообразно в целях экономии материала.

Уменьшение содержания закиси меди (менее 0,025 мас. % ) снижает стабильность протекания процессов адсорбции и диффузии атомов меди в стальную поверхность. Увеличение содержания закиси меди (более 0,05 мас. % ) снижает поверхностную твердость и ухудшает качество боромедненной поверхности.

Уменьшение содержания хлористого аммония (менее 0,05 мас. % ) приводит к нестабильности протекания процесса восстановления закиси меди, а также к нестабильности протекания процессов переноса атомов бора и меди к насыщаемой поверхности и диффузии в нее. Увеличение его свыше 0,25 мас. % нецелесообразно в целях экономии материала.

Входящая в предложенный состав вместо окиси меди закись меди совместно с хлористым аммонием и аморфным бором приводит к увеличению активности насыщающей смеси.

Диффузионное боромеднение проводят в течение 1-2 ч.

Для приготовления смесей используют компоненты с размером фракции 0,10-0,15 мм.

П р и м е р. Образцы из стали 45 диаметром 5 мм и длиной 20 мм подвергали химико-термической обработке в предлагаемом и известном составах при соответствующих сопоставительных режимах с целью определения насыщающей способности смеси.

Результаты металлографических исследований образцов представлены 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 сокращает время обработки в насыщающей смеси в 2-4 раза.

Формула изобретения

СОСТАВ ДЛЯ БОРОМЕДНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ВИБРОКИПЯЩЕМ СЛОЕ, включающий борсодержащее вещество, медьсодержащее вещество и активатор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит корунд, в качестве борсодержащего вещества - аморфный бор, в качестве медьсодержащего вещества - закись меди, в качестве активатора - хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас. % : Аморфный бор 10 - 35 Хлористый аммоний 0,05 - 0,25 Закись меди 0,025 - 0,05 Корунд 64,7 -89,925

РИСУНКИ

Рисунок 1