СОСТАВ ДЛЯ БОРОМЕДНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ Российский патент 1994 года по МПК C23C8/70 

Изобретение относится к химико-термической обработке и может быть применено в машиностроении для повышения работоспособности изделий из сплавов на основе железа.

Известен состав для боромеднения стали, содержащий следующие компоненты, мас.%: Карбид бора 45-65 Медь 3-6 Фтористый натрий 5-10 Железная окалина 25-40
Известен состав для боромеднения, в котором содержатся следующие компоненты, мас.%: Карбид бора 45-65 Фтористый натрий 2-10 Окись меди 25-45
Целью изобретения является повышение насыщающей способности состава, увеличение поверхностной твердости и улучшение качества поверхности боромеднения стальных изделий.

Поставленная цель достигается тем, что состав для боромеднения стальных изделий в псевдоожиженном слое, содержащий боронасыщенное вещество, активатор, окись меди и корунд, содержит в качестве боронасыщенного вещества - полиборид магния, а в качестве активатора - смесь хлористого аммония и тетрафторбората натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полиборид магния 10-30 Хлористый аммоний 0,025-0,05 Тетрафторборат натрия 0,1-0,5 Окись меди 0,05-0,25 Корунд Остальное
Полиборид магния вводится в состав насыщающей смеси с целью получения слоя с содержанием борида железа.

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

Хлористый аммоний вводится как активирующая добавка, позволяющая проводить процесс боромеднения стальных изделий в виброкипящем слое без спекания насыщающей меси. Образующийся при диссоциации хлористого аммония хлор способствует образованию активных атомов меди и бора 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.

Тетрафторборат натрия способствует освобождению бора и диффузии его в насыщаемую поверхность. Введение в состав насыщающей смеси тетрафторбората натрия NaBF₄ совместно с хлористым аммонием и полиборидом магния позволяет получать качественные борированные слои, легированные медью, а также приводит к увеличению активности насыщающей смеси.

Корунд вводится в состав компонентов как наполнитель для создания кипящего слоя.

Введение в состав насыщающей смеси полиборида магния менее 10 мас.% приводит к нестабильности протекания процесса насыщения поверхности изделий бором и снижению поверхностей твердости. Увеличение его свыше 30 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 снижая скорость формирования боромедненного слоя. Увеличение содержания окиси меди (более 0,25 мас.%) ухудшает технические свойства диффузионного слоя, снижая поверхностную твердость, а также ухудшает качество боромедненной поверхности, образуя пористый слой меди на поверхности стальных изделий.

Уменьшение содержания хлористого аммония (менее 0,025 мас.%) приводит к нестабильности протекания процесса восстановления окиси меди и снижает стабильность протекания процессов адсорбции и диффузии атомов меди в стальную поверхность. Увеличение его свыше 0,05 мас.% нецелесообразно в целях экономии материала.

Уменьшение содержания тетрафторбората натрия (менее 0,1 мас.%) приводит к нестабильности процесса переноса бора к насыщаемой поверхности, тем самым уменьшая насыщающую способность состава. Увеличение его свыше 0,5 мас.% нецелесообразно в целях экономии материала.

Химические реакции между компонентами насыщающей смеси создают условия для увеличения активности смеси, что сокращает длительность процесса диффузионного насыщения стальных изделий.

Диффузионное боромеднение в виброкипящем слое приводят в течении 1-2 ч при температуре 900-950^оС.

П р и м е р. Проводят диффузионное насыщение образцов из стали 45 размерами 10х10х10 мм. Образцы помещают в реторту с порошковой смесью предлагаемого состава, реторту помещают в электропечь и прикладывают вибрацию к реторте.

Для приготовления смесей используют компоненты с размерами фракции 0,1-0,12 мм.

Данные по обработке представлены в таблице.

Из приведенных данных в таблице 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, сокращает время обработки в насыщающей смеси в 2-4 раза.

Использование: изобретение относится к химико-термической обработке и может быть применено в машиностроении для повышения работоспособности изделий из сплавов на основе железа. Сущность изобретения: состав содержит, мас.% : полиборид магния 10 - 30; окись меди 0,05 - 0,25; хлористый аммоний 0,025 - 0,05; тетрафторборат натрия 0,1 - 0,5; корунд 69,2 - 89,825. 1 табл.

СОСТАВ ДЛЯ БОРОМЕДНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ, содержащий окись меди, активатор и боросодержащий компонент, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тетрафторборат натрия и корунд, в качестве активатора - хлористый аммоний, а в качестве боросодержащего компонента - полиборид магния при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиборид магния 10 - 30
Хлористый аммоний 0,025 - 0,5
Тетрафторборат натрия 0,1 - 0,5
Окись меди 0,05 - 0,25
Корунд 69,2 - 89,825