СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2004 года по МПК C23C8/52 C23C8/60 C23C8/80 

Описание патента на изобретение RU2221078C2

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано для поверхностного упрочнения изделий и повышения их эксплуатационной износостойкости.

Известны способы упрочнения деталей методом борирования в порошкообразных смесях с использованием герметизированных контейнеров (Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник под ред. Л.С. Ляховича. М. : Металлургия, 1981, с.81-85), в частности в составе для борирования стальных изделий (а.с. SU 1627587), содержащем карбид бора, фтористый натрий, железную окалину, графит и карбонат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбид бора - 40-50
Фтористый натрий - 3-7
Железная окалина - 30-50
Графит - 2-5
Карбонат кальция - 5-10
Кроме того, известно (Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник под ред. Л.С. Ляховича. М.: Металлургия, 1981, с.91), что детали после борирования подвергают закалке.

Процесс повторного нагрева диффузионно-упрочненных изделий под закалку требует специальных мер защиты против окисления борированного слоя. Дополнительный нагрев приводит к интенсивному трещинообразованию в боридных слоях как непосредственно после термической обработки, так и в процессе эксплуатации.

Предлагаемое изобретение направлено на защиту борированных изделий от окисления и обезуглероживания в условиях нагрева под закалку, дополнительное диффузионное упрочнение, предотвращение трещинообразования в боридных слоях.

Предлагаемый способ обработки стальных изделий включает диффузионное насыщение в борсодержащей смеси и закалку. Перед нагревом под закалку детали покрывают суспензией, содержащей, мас.%:
Бура - 40-60
Графит - 60-40
Вода - Сверх 100 до сметанообразного состояния суспензии
Этот состав позволяет производить высокотемпературный нагрев в печной среде без использования дополнительного оборудования для защиты от окисления, получать боридные слои большей износостойкости.

Использование в суспензии в качестве борсодержащего компонента буры в количестве 40-60 мас.% способствует образованию фазы, поставляющей к насыщаемой поверхности активные атомы бора.

При содержании буры менее 40% не происходит достаточной насыщающей способности состава, при увеличении ее количества сверх 60 мас.% заметного повышения активности суспензии не наблюдается.

Присутствие графита в суспензии в количестве 40-60 мас.% позволяет интенсифицировать процесс насыщения и способствует формированию диффузионных слоев с благоприятным распределением остаточных напряжений, что способствует повышению износостойкости упрочненных деталей. При содержании графита менее 40 мас.% наблюдается снижение активности смеси, а при содержании графита более 60 мас.% увеличивается хрупкость диффузионного слоя.

Предлагаемая суспензия не содержит дефицитных или токсичных материалов, обеспечивает технологичность ее приготовления, нанесение ровного слоя, хорошо удерживается на поверхности и обеспечивает получение борированных слоев повышенной твердости и износостойкости.

Образцы для проведения сравнительных испытаний были изготовлены из стали 40Х. Технология обработки их заключалась в следующем: образцы подвергали обработке в борсодержащей среде состава, мас.%: карбид бора - 50, фтористый натрий - 7,0, железная окалина - 33, графит - 5,0, карбонат кальция - 5,0. Очищенные от смеси детали покрывали водной суспензией буры с графитом, осуществляли нагрев под закалку и проводили закалку в масле.

В таблице приведены показатели микротвердости поверхности образцов в зависимости от состава покрытия.

Для проведения опытов суспензией каждого приведенного в таблице состава было обработано по 10 образцов. В графе "микротвердость" указано наименьшее и наибольшее значение полученной микротвердости.

Эксплуатация обработанных предлагаемым способом деталей в производстве показала, что их эксплуатационная стойкость возрастает в 2 раза.

Похожие патенты RU2221078C2

название год авторы номер документа
Способ борирования стальных деталей 2017
  • Ишков Алексей Владимирович
  • Иванайский Виктор Васильевич
  • Кривочуров Николай Тихонович
  • Сагалаков Анатолий Михайлович
  • Дмитриев Сергей Федорович
  • Маликов Владимир Николаевич
RU2677548C1
Способ бороалитирования стальной поверхности 2018
  • Ишков Алексей Владимирович
  • Иванайский Виктор Васильевич
  • Кривочуров Николай Тихонович
  • Аулов Вячеслав Федорович
RU2691431C1
СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ШТАМПОВЫХ СТАЛЕЙ 1999
  • Субботин А.В.
  • Занозин А.А.
  • Салманов Н.С.
  • Бутыгин В.Б.
  • Салманов М.Н.
RU2179200C2
Способ борирования поверхностных слоев углеродистой стали 2022
  • Шигаев Михаил Юрьевич
  • Шигаев Михаил Михайлович
  • Викулова Мария Александровна
  • Китаев Никита Игоревич
  • Щелкунов Андрей Юрьевич
  • Пичхидзе Сергей Яковлевич
RU2791477C1
Способ термообработки борированных стальных изделий 1990
  • Спиридонова Ирина Михайловна
  • Колючая Валентина Дмитриевна
  • Мостовой Владимир Иванович
  • Береза Елена Юрьевна
  • Павлов Валентин Борисович
  • Паненко Ольга Олеговна
SU1740448A1
Способ борирования поверхностных слоев углеродистой стали при помощи индукционного воздействия 2018
  • Шевчук Евгения Петровна
  • Плотников Владимир Александрович
RU2693416C1
СПОСОБ БОРИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ СТАЛИ ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ 1997
  • Веропаха Н.В.
  • Зубехин А.П.
RU2135631C1
Способ химико-термической обработки прецизионных деталей 1990
  • Деев Виктор Александрович
  • Горячев Сергей Николаевич
  • Буйлов Валерий Николаевич
  • Петряков Владимир Константинович
SU1721103A1
СОСТАВ ОБМАЗКИ ДЛЯ БОРОВАНАДИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ 2014
  • Бутуханов Вячеслав Александрович
  • Лыгденов Бурьял Дондокович
  • Галаа Омонцоо
  • Мишигдоржийн Ундрах Лхагвасуренович
  • Полянский Иван Петрович
  • Сизов Игорь Геннадьевич
RU2558710C1
Способ упрочнения деталей из инструментальных и конструкционных сталей в борированной среде 2020
  • Костин Николай Анатольевич
  • Костин Николай Николаевич
  • Синюгин Владимир Сергеевич
RU2748572C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 221 078 C2

Реферат патента 2004 года СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано для поверхностного упрочнения изделий и повышения их эксплуатационной стойкости. Данный способ включает диффузионное насыщение изделий борсодержащей смеси и закалку. Перед закалкой детали покрывают суспензией, содержащей следующие компоненты, мас.%: бура 60-40; графит 40-60; вода сверх 100 до сметанообразного состояния суспензии. Техническим результатом изобретения является защита борированных изделий от окисления и обезуглероживания в условиях нагрева под закалку, дополнительное диффузионное упрочнение и предотвращение трещинообразования в боридных слоях. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 221 078 C2

Способ обработки стальных изделий, включающий диффузионное насыщение в борсодержащей смеси и закалку, отличающийся тем, что перед закалкой деталь покрывают суспензией, содержащей, мас.%:

Бура 60-40

Графит 40-60

Вода сверх 100 До сметанообразного состояния

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2221078C2

ЛЯХОВИЧ Л.С
Химико-термическая обработка металлов и сплавов
- М.: Металлургия, 1981, с.85, с.91
Способ упрочнения изделий 1980
  • Русин Петр Иванович
  • Степанович Аким Дмитриевич
  • Николаев Владимир Емельянович
  • Степанович Владимир Акимович
SU920078A1
RU 99124643 А, 20.09.2001
Состав для борирования стальных изделий 1988
  • Ивановский Сергей Владимирович
  • Янцен Гарри Иванович
  • Астащенко Владимир Иванович
  • Федоров Анатолий Иванович
  • Шибаков Владимир Георгиевич
  • Калаганов Виктор Анатольевич
  • Усманов Насим Валеевич
SU1627587A1
US 4126488, 21.11.1978
US 4188242, 12.02.1980.

RU 2 221 078 C2

Авторы

Серебряков А.Н.

Чайков В.А.

Воробьев В.Н.

Усманов Э.М.

Кузнецов А.П.

Зиганшин И.Н.

Даты

2004-01-10Публикация

2002-01-15Подача