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.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ борирования стальных деталей | 2017 |
|
RU2677548C1 |
Способ бороалитирования стальной поверхности | 2018 |
|
RU2691431C1 |
СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ШТАМПОВЫХ СТАЛЕЙ | 1999 |
|
RU2179200C2 |
Способ борирования поверхностных слоев углеродистой стали | 2022 |
|
RU2791477C1 |
Способ термообработки борированных стальных изделий | 1990 |
|
SU1740448A1 |
Способ борирования поверхностных слоев углеродистой стали при помощи индукционного воздействия | 2018 |
|
RU2693416C1 |
СПОСОБ БОРИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ СТАЛИ ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ | 1997 |
|
RU2135631C1 |
Способ химико-термической обработки прецизионных деталей | 1990 |
|
SU1721103A1 |
СОСТАВ ОБМАЗКИ ДЛЯ БОРОВАНАДИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ | 2014 |
|
RU2558710C1 |
Способ упрочнения деталей из инструментальных и конструкционных сталей в борированной среде | 2020 |
|
RU2748572C1 |
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.
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
ЛЯХОВИЧ Л.С | |||
Химико-термическая обработка металлов и сплавов | |||
- М.: Металлургия, 1981, с.85, с.91 | |||
Способ упрочнения изделий | 1980 |
|
SU920078A1 |
RU 99124643 А, 20.09.2001 | |||
Состав для борирования стальных изделий | 1988 |
|
SU1627587A1 |
US 4126488, 21.11.1978 | |||
US 4188242, 12.02.1980. |
Авторы
Даты
2004-01-10—Публикация
2002-01-15—Подача