Расплав для борирования стальных изделий Советский патент 1984 года по МПК C23C9/02 

Изобретение относится к металлур гии, а именно к химико-термической обработке, в частности к беээлектро лизному жидкостному борированию, и может быть использовано для создани защитных покрытий высокой твердости на деталях и инструментах и для вос становления изношенных деталей. Известен расплав для беззлектролизного жидкостного борирования, содержащий буру, хлорид натрия и порошок элементарного бора, обладающий хорошей насьш1енной способностью Ш Недостатком указанного расплава является потеря дорогостоящего порош ка бора во время его загрузки в расп лав. Кроме того, дляулучшения техно логии процесса борирования требуется дальнейшее повьшение насыщающей способности расплава, а для улучшения качества боридного слоя, получаемого при борировании сталей из данного расплава - снижение хрупкости слоя. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является расплав для борирования, содержащий 1-15% полиборида магния, 1-30% хлорида, щелочного металла и 55-98% буры fz . . Однако насьпденная способность известного расплава недостаточно высока, а боридный слой, получаемый при обработке в нем, имеет значительную хрупкость. Цель изобретения - повышение насьпцающей способности расплава и снижение хрупкости боридного слоя. Поставленная цель достигается тем что предлагаемый расплав, содержащий буру, хлориды щелочных металлов и борсодержащее вещество, дополнительн содержит редкоземельный элемент, при следующем соотношении компонентов, мае.%: Редкоземельный элемент 5-20 Хлориды щело ньгх металлов1-30Борсодержащее вещество 1-15 Бура Остальное В качестве борсодержащего вещества используют аморфный бор и полиборид магния, который при высокой температуре легко разлагается с выделением элементарного бора. Без наличия этих компонентов процесс борирования не происходит, а в расплаве буры и хлоридов изделия корродируют. При исследовании влияния редкоземельных элементов на насьш;ающую способность расплава опробуют следующие редкоземельные элемеяты (РЗМ): лантан, церий, неодим, празеодим, самарий. Качественный рентгеноструктурный анализ показал, что в боридном слое насьш енных в предлагаемом расплаве образцов различных сталей присутствуют, наряду с боридами железа, бориды редкоземельных элементов. О величине насьш1ающей способности расплава судят по толщине слоя, получаемой за одно и то же время при одной и той же температуре, и по привесу на единицу площади образца за единицу времени. Оценку хрупкости-диффузионных слоев осуществляют по числу и характеру tpeщин у отпечатков алмазной пирамиды с прямоугольным основанием, вдавливаемой при нагрузке Р 200 г в исследуемую поверхность. На каждом образце делают по 25 отпечатков, которые оценивают по пятибалльной системе с последующим расчетом суммарного балла хрупкости. В расплав, содержащий плавленную буру, хлористый калий и полиборид магния, вводят РЗМ в виде гранул размером 5-8 мм при интенсивном перемешивании без применения защитной атмосферы. В расплав погружают образцы из стали У8 и Ст.З и выдерживают при 1223 К 3 ч. Для равномерного насьшхения расплав перемешивают со скоростью примерно 1 об/с. Составы опробованных расплавов и результаты испытаний приведены в табл.1.

т-о

чОО

О-

РАСПЛАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ ОСТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий буру, хлориды щелочных металлов и борсодержащее вещество, отличающийс я тем, что, с целью повышения насьпдающей способности расплава и снижения хрупкости боридного слоя, он дополнительно содержит редкоземельный элемент при следующем соотношении компонентов, мас.%: Редкоземельный элемент5-20 Хлориды щелочных металлов1-30 Борсодержащее вещество 1-15 Бура Остальное

о о

Г ON - fO

О О О 0

о

о

ел

h о

о.

N

(О

ij

Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что вне зависимости от типа хлорида щелочного металла и борсодержащего вещества (аморфного бора .или полиборида магния) влияние добавки РЗМ однозначно.

Таблица 2