Способ борирования изделий Советский патент 1983 года по МПК C23C9/04 

4: i4 Cb ГС Изобретение относится к химико-те мической обработке изделий, а именно к борированию, и может быть использо вано в машиностроительной промышленности.Известны способы борирования изде лий путем помещения их в насыщающую среду, нагрева, выдержки и охлаждения С 1 « Недостатком этих способов является низкая производительность процесса насыщения, обусловленная низкой скоростью диффузии насыщающих элементов. Наиболее близким к предлагаемому. по технической с.ущности и достигав- мому результату является способ борирования, включающий предварительную активацию поверхности путем выдержки в 10%-ном растворе сульфосали циловой кислоты и последующее насыще ние путем нагрева и выдержки в борсодержащей среде 2J Однако активация поверхности по известному способу растравливает металл, приводит к образованиюпор, снижению прочности и. эксплуатационной стойкости изделий, Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости изделий. Для достижения поставленной цели согласно способу борирования изделий включающему активацию поверхности, нагрев и выдержку в насыщающей среде, активацию поверхности осуществля ют окислением ее путем нагрева ивы .держки при 300-600°С. Вследствие того, что поверхность изделий перед их помещением в насыщающую среду активизируют окислением при 300-600°(;, ускоряется процесс насыщения, так как бор обладает боль шим сродством к кислороду, чем железо, и поэтому окислы железа, получен ные нагревом до 300-600 С, активно взаимодействуют с насыщающей средой, содержащей бор, образ я активные атомы, насыщающие изделия При температурах окисления ниже 300°1 и длительности менее 10 мин получаются тонкие пленки, эффективность действия которых незначительна. При температурах окисления выше 600°С и длительности более бО мин .получаются отслаивающиеся пленки, всвязи с . чем эффективность действия их также незначительна, f1 р и м е р .1 Для осуществления предлагаемого способа борирования используют образцы из низкоуг леродистой стали с содержанием 0,25 углерода (в среднем Из одного и того же прутка стали диаметром 18 мм изготовляют цилиндрические образцы диаметром 15 и высотой 8 мм Пов.ерхность образцов прошлифовывают абразивной бумагой одинаковой зернистости. После обезжиривания ацетоном образцы окисляют Hairpeвом до температур 200, 300, 00, 500, 600, с выдержкой 0,5 ч. Накаждый режим Используют 5 образцово Затем предварительно окисленные и неокисленные образцы обмазывают борирующим составом, состоящим из 50 карбида бора и 50% криолита, нагревают до 1000°С в трубчатой печи и выдерживают в течение 0,5 ч, & затем охлаждают. После удаления обмазки и изготовления шлифов с помощью микроскопа МИМ-7 измеряют глубину насыщенного (борированного слоя Глубину слоя измеряют на всех шлифах в идентичных точкахс На каждом шлифе производят по 10 замеров. После усреднения результатов по всем замерам и образцам получают значения глубины насыщенного (.борированного )слоЯо . В таблице приведены значения глубины насыщенного (борированного )слоя.

Средняя глубина

3,5 5 49 3 36

37 слоя, мкм

Пример 2 Изготовляют цилиндрические изделия с наружным диаметром 25 и длиной 100 мм из стали ЗХЗМЗФ, имитирующие корпуса вталкиваю14их пуансонов для производства гаек горячей высадкой.

Пять изделий борируют.по предлагаемому способу: поверхность прошлифовывают абразивной бумагой одинаковой зернистости, обезжиривают ацетоном, окисляют нагревомПри 575°С в темени мин, затем обмазывают борирующим составом, состоящим из 501 карбида бора и 50 криолита, нагревают до 1000С, выдерживают в течение 1 ч. а затем Охлаждают. Средняя глубина борированного слоя составляет б1 МКМо Пять изделий (таких же ) борируют в обмазке того же состава и при том Hie режиме, но. предварительно актива цию поверхности проводят в 10%-ном растворе сульфосалициловой кислоты по прототипу. Средняя глубина борир ванного слоя составляет 52 мкм. Испытания на эксплуатационную стойкость проводят в устройстве, обеспечивающем циклические удары с частотой 60 ударов/мин тррцами бо рированных изделий о нагретую на 700°С стальную пластину из СтЗ (в устройстве это обеспечивается 2 ,4 падением борированных изделий под действием собственной силы тяжести с высоты 7 мм )„ Эксплуатационную стойкость борированных изделий оценивают по коли- честву соударений до появления сколов и выкрашивания борированного слоя. Стойкость изделий, борированных по предлагаемому способу, составляет 17-21 тыс, соударений (19,5 тыс. соударений в среднем), Стойкость изделий, борированных с активацией поверхности по известному способу составляет 12-17 5 тыс. соударений (1t,5 тыс соударений в среднем). Таким образом, предлагаемый способ борирования изделий обеспечивает повышение эксплу«тв1(ионной стойкости.