Способ электролизного борирования стальных изделий

Авторы патента:

C23C9/10 - Покрытие металлических материалов; покрытие других материалов металлическим материалом (металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной металлизацией D06Q 1/04); химическая обработка поверхности; диффузионная обработка металлического материала; способы покрытия вакуумным испарением, распылением, ионным внедрением или химическим осаждением паров вообще (для специфических целей см. соответствующие классы, например для производства резисторов H01C 17/06); способы предотвращения коррозии металлического материала, образования накипи или корок вообще (обработка металлических поверхностей или покрытие металлов электролитическим способом или способом электрофореза C25D,C25F)

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТЙЛЬСТВМ

iii 678085

Союз Соеетсеа

Соцмалмстмаскиз

Республмк (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (5l) М. Кл " (22) Заявлено 12. 12. 77(21) 2553605/22-02

С 23 С 9/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Г&&удзр&тввяны& &&м&т&т

СССР

&& Дэл&м &3&6Р&т&ни& я &ткрытмй (53) УДК 621.785. ,539(088.8) Опубликовано05.08.79.Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 08.08.79

В. Д. Коротов, Л. Н. Нумеров и В. Д. Гунин (72) Авторы изобретения

Воронежский технологический институт (71) Заявитель

5 а Б „1 >:. i.. ) 9. (54 ) СПОСОБ ЗЛЕКТРОЛИЗНОГО БОРИРОВАНИЯ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к химикогермической обработке металлов и может быть использовано для повышения надежности и долговечности деталей машин из сталей.

Известен способ электролизного бо- S рирования, применяемый в современном машиностроении например, прн температуре 800-950 С в течение 2-6 час и плотности тока О, 1-0, 25 А/см fl).

Наиболее близким к предложенному, 10 изобретению является способ, в котором процесс электролиза ведут при 700950 С в течение 2-3 час и плотности тока на катоде 0,04-0,07 .А/см" (2».

К недостаткам известных способов относятся; длительность процесса насыщения цви температурах близких к Ак„ (700 С); снижение эксплуатационной стойкости изделий при температурах насыщения выше АС&.

В процессе борирования углерод вытесняется вглубь изделий под слой боридов, т.е. переходная зона меняет хи2 мический состав, что приводит к снижв нию температуры начала роста зерна аустенита. Вследствие этого в переходной зоне после охлаждения с температуры борирования формируется крупнокристаллическая структура, приводящая к разупрочнению изделий.

Целью изобретения является интенсификация процесса диффузионного насыщения и повышение эксплуатационной стойкести" изделнй в результате получения

4 мелкозернистой переходной зоны.

Поставлейная цель достигается тем, что процесс электролиза ведут в две стадии. На первой стадии ведут электролиз при температуре Асз+ (30 50) С в течение 3-5 мин. Во время этой ста дии в аустените растворяется бор и образукггся колонии боридов, углерод начинает вытесняться вглубь матрицы. На второй стадии плавно снижают температуру.до At . Эга стадия учитывает, что в процессе борирования переходная зона обогащается углеродом и бором, которые

3 способствуют снижению температуры начала роста зерна аустепйта.

Кроме того, на этой стадии происходит фазовое преврашение, вызываюшее увеличение коэффициента диффузии бора.

Вследствие этого диффузионная часть слоя возрастает, а это приводит после соответствуюшей термической:обработки к увеличению прокаливаемости ма трицы.

Пример. В предварительно расплавленную в графитовом электролизере борсодержашую среду помешают сталь ные детали, подключив положительный полюс нсточннка тока K электролизеру, а от)рнпательный - к насущаемым цздр лиям, н ведут элек тролиз при катодной плотности тока 0,04-0,07 lсм при температуре 46 + (30-50) С в тече-

678085

0,06 В60 (Ае+40) ПредложенфЬ В„О (ski.}

МоУ (20 i.) 140 6 65

5 115 (снижение температуры до А (700оС) 950 . « " - 2 130 2 52

Известный

3 7 62

Способ электролизного борнрования стальных изделий из расплава при плотности тока 0,04-0,07 a/cM, о т л иZ ч а ю ш и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса диффузионноГо + сьпцения и эксплуатационной стойрэсЖ: в резулвгате получения мелкозерннстой переходной зоны, процесс ведут при температуре AC + (3050 С) в тече ние 3-5 мин с последующим:снижением до А 1в течение 1,5-2 час.

ЦНИИПИ Заказ 4506/16 Тираж Af4t, Подиисазе филиал ППЙ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 .

Ф о р м у л-а и з-о "ь" р "е *ò е н н "я

4 нне 3-5 мин; llo истечении этого времени плавно снижают температуру до А за 1,5-2 час.

В таблице приведены результаты борирования стали 45 преплагаемым и известным способами. Как видно из таблицы, при осушествлении предлагаемого способа борирования процесс насышения ускоряется, величина зерна переходной зоны уменьшается. Предел прочности при растяжений стали. 45 с боридными покрытиями, полученными предложенным способом, на 13 кгс/MM болыпе,чем стали 45 с борндными покрытиями, полученными известным способом.

Вследствие этого срок службы деталей машин увеличивается.

Источники информации, принятые во

" внимание при экспертизе

4з 1. Ляхович Л. С. и др. Борирование стали, М., Металлургия", 1967, с: 39.

2. Скоморохов О. И. Исследование некоторых свойств борсодержаших сред о и процессов формирования диффузионных покрытвй. Автореферат днссеутациа на соисканйе ученой степени кандидата технических на"ук, Воронеж, 1974, с. 21-22.