Состав для боротитанирования стальных изделий Советский патент 1983 года по МПК C23C9/04 

Изобретение огносигся к химикотермической обработке и может быть применено в качестве насыщающей среды для диффузионного боротитанировайия стальных изделий. Извесген состав для боротитайирования ril , в котором насыщение проводилось из смеси боро-и титаносодержащ веществ, окислов и активатора при след щем содержании компонентов, вес.; Бура4О-60 Хлористый аммоний3-10 Карбид наг- рия5-15 Ферротитан5-15i Окись алюминияОстальноеНедостатком данного состава является относительно низкая скорость фор мирования боротитанированных диффузио ных слоев, необходимость проводить нас щение из порошков в герметичных жаро стойких контейнерах с использованием плавких затворов, большой расход насыщ юшей смеси. Наиболее близким к предлагаембму является состав для боротитанирования в обмазках 2j , который представляет собой смесь боро-и гитаносодержащи веществ и активатора при следующем со держании компонентов, вес.%: Карбид бора45-60 Титан5-15 ФТОРИСГЬЙ . чатрий5-10 Железная окалина Остальное Данный состав позволяет проводить насыщение в окислительной среде без защитной оснастки, однако не обладает высокой насыщакэщей способностью. Кро ме того, входящая в состав окалина (отход кузнечного и термического произ водства) требует предварительного измельчения ее в вибро или щаровых мел ницах до размера фракции 0,1-О,2 мм, что снижает технологичность смеси и приводит ее к удорожанию. Цель изобретения - увеличение акти& ности насыщающей способности среды и упрощение процесса подготовки смеси для диффузионного упрочнения. Поставленная цель достигается тем, что состав, содержащий карбид бора, титан, фтористый натрий, дополнительно содержит ферромарганец и отходы катализаторного производства при следующе соотношении компонентов, вес.%: Карбид бора45-6О титан5-15 Ферромарганец5-10 Фтористый натрий4-9Отходы катализаторного производства25-4ОВведение в предлагаемый состав фе1 ромарганца в количестве способствует образованию активных атомов марганца, которые при взаимодействии с активными атомами бора и титана ускоряют диффузию пocлeдниxJa глубь насыщаемой поверхности. Увеличение количества ферромарганца свьпле 10% приводит к уменьшению боро-и титаносодержа- щих компонентов, что способствует подавлению процесса боротитанирования. Уменьшение его от 5% и ниже не дает ощутимого эффекта в интенсификации процесса в результате недостаточного образования активных атомов марганца. Отходы катализаторного производства согласно ОСТ-6-03 71-78 имеют состав, вес.%: FeO 31-38 0,7-1 СаО 2-3 АС20 3-4 Остальное и размер частиц не более 0,2 мм, что позволяет упростить процесс подготовки смеси для диффузионного насыщения, так как не требует предварительной операции измельчения железосодержащего KOMnoijeHTa Пример. Состав для боротитанирования готовят смешением порошкообразных компонентов фракций 0,1-0,2 мм в обычных условиях. Для нанесения состава на образцы из стали готовят обмазку, где- связующим для порощкообразной смеси являет ся вода. Компоненты для приготовления обмазки применяются в виде технического карбида бора ГОСТ 3647-71 и 5744-71, фтористый натрий марки ГОСТ 4463-66, титан и ферромарганец порошкообразные, отходы катализаторного производства по ОСТ 6-03-71-78. Термодиффузионное насыщение из предлагаемого состава проводят в об мазках на образцах из стали У8А размерами 10x10x10 мм.

Обмазку толщиной 4-5 мм наносят на образцы путем погружения поспец- них в подготовленный состав. Сушат в течение 10-20 мин при комнатной температуре на воздухе, затем помещают образцы в электропечь, нагретую до температуры процесса химико-тер 1ической обработки 850-1О50°С и выдерживают 4- ч. Закалку провоаяг при . температуре диффузионного насьпцения. При закалке обмазка теряет аелоствость и отделяется с поверхноств образцов.

Результаты диффузионного насышення стали У8А после обработки нэ составов, содержащих компиненты в различных со отнОщениях, представлены в таблице.,.

СОСТАВ ДЛЯ БОРОТИТАНИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, : включающий карбиц бора, титан, фтористый натрий, отличающийся тем, что, с целью увеличения активности насыщающей среды и упрощения п ацесса подготовки смеси для диффузионного упрочнения, он дополнительно содержит ферромарганец и отходы катализаторного производства при следующем соотношении компонентов, вес,%: . Карбид бора45-6О Титан5-15 Ферромарганец5-10 Фтористый натрий 4-9 Оходы катализаторного производства25-4О

Как видно из таблицы, трлшина боро : титанированного слоя стали У8А при 9ОО .в течение 4 ч составляет 19О мм, в то же время насыщение из известного состава при тех же условиях позволяет получить лищь 165 мкм. Полученные данные свидегельствуют о повьпиении насыщающей способности предлагаемого состава по сравнению с известным в 1,03-1,27 раза. Испытания на износостойкость боротитанированных образцов из стали У8А после насыщения их из известного и предлагаемого составов показали, что при температуре в зоне трения износостойкость остается на одноМ уров-. не. Использование состава для циффузион кого боротитанирования из обмазок стальных изделий обеспечивает по сра нению с известными составами ВОЗМОЖР ность проведения процесса Б окислительной среде без защитной оснастки, увели

I10O82774

чение насыщающей способносги сюста-боротитанированного слоя на цеталях

ва на , уаешевленне процесса сложной конфигурации, больдиих габаривозможносгь получения диффузионноготов.