Порошкообразный состав для борирования изделий из низкохромистых сталей Советский патент 1985 года по МПК C23C8/70 

оо 4; . Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов из порошковых насыщающих сред, в частности к диффузионному борированию, и может быть использовано в металлур гической, приборостроительной и машиностроительной промышленности.. Известны составы порошковых сред для диффузионного борирования на основе аморфного бора, карбида бора и окиси бора J , например: 26% B. 25% А1 4 А% NiO + 5% КЩ+ 40% A Изделия, борированные в известных порошковых средах и обладающие высо кой твердостью, характеризуются при этом повьш1енной хрупкостью при воздействии на ншс ударных нагрузок Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является состав для борирования Ш, содержащий (в % по массе): бора15-20 : Порошок железа 1Ш4М 26-30 Алюминий10-12 Фтороборат калия3-5 Окись алюминия33-46 Борирование в известном составе позволяет получить на стальных изде лиях однофазный боридный слой (Ре,,В характеризующийся при высокой твердости пониженной хрупкостью. Однако присутствие тетрафторобората калия создает условия для образования лег коплавких соединений в насыщающей смеси, что приводит к спеканию и ча тичному налипанию ее на обрабатывае мое изделие. Кроме того, недостатко известного состава является его низ кая насьщ1ающая способность. Наприме при температуре насыщения 950 С в течение четырех часов на стали ШХ-15 формируется боридный слой до 80-90 мкм. Цель изобретения - повьщ1ение тех нологичности и насьш 1ающей способности состава. Указанная цель достигается тем, что порошкообразный состав для бори рования изделий из низкохромистых сталей, содержащий окись алюминия, алюминий, окись бора и железо, дополнительно содержит фтористый али)миний и хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов,%: Алюминий10-12 бора , 15-19 Железо26-30 Фтористый алюминий2-4 « Хлористый аммоний0,5-1,0 алюминияОстальное Ворирование в предлагаемой порошковой среде осуществляется при 800-1000°С в течение 4-8 ч в контейнерах с плавким затвором. Введение в насьш1ающую среду фтористого алюминия и хлористого аммония в указанном соотношении предотвращает образование в насыщающей смеси легкоплавких соединений бора и, кроме того, увеличивает насьщ1ающую способность среды. П. р им е р. Проводили борирование низкохромистой стали ШХ-15 при 950 С в течение 4 ч в контейнерах с плавким затвором с использованием известной и предлагаемой насьш1ающих сред. Данные по фазовому составу борированной стали, насьш1ающей способности известного р предлагаемого составов и технологичности процесса борирования с их использованием приведены в таблице. Таким образом, из приведенных данных:. следует, что борирование с использованием предлагаемого состава позволяет увеличить толщину однофазнрго боридного слоя .на низкохромистой стали ШХ-15 в 1,1-1,3 раза по сравнению с толщиной боридного слоя, полученного при использовании известного состава, и одновременно повысить технологичность процесса, а именно: улучшить состояние поверхности упрочняемых изделий путем устранения на них точечного налипания смеси. Кроме того, отсутствие частичного спекания смеси после проведения процесса борирования позволяет использовать предлагаемый состав для борирования мелких изделий, изделий сложной конфигурации, а также исключить операцию измельчения смеси перед ее-повторным использованием.

Известный

17% В, + 11% А1 f 28% 4 4% KBF f 40% ,

85-90 Предлагаемый 15В20.5 f 10 А1 -f 26ПЖ4М 4-1 AlF + 0,2 Hh 47,8 Al O-jFe B 4- 10 Al - 26ПЖ4М + +2 AlF - 0,5 NH4C1446, 17 -h 11 Al + 28ПЖ4М + 3 AlF 4-0,75 NH4CH-40,25AljO Fe2B 19 B-jiO -b 12 Al. f 3011Ж4М -f +4 A1F,4-1 4 34 19 BjO, -I- 12 Al 4 ЗОПЖ4М. + +5 2 t J2 ,

Частичное

спекание

смеси 65-70 Спекание Налипание 00-105 смеси отсмеси отсутствуетсутствует 110-115 100-105 Вследствие сильного гаэовыделения происходит разгерм4тизация контейнера, вынос насыщающей смеси из контейнера

ПОРОЖООБРАЗНЫЙ. СОСТАВ ДЛЯ .БОРИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИЗКОХРОМИС ТЫХ СТАЛЕЙ, содержащий окись алюми-. ния, алюминий, окись бора и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности и насыщающей способности состава, он дополнительно содержит фтористый алюминий, и хлористый а1Ф1рний при следующем соотношении компонентов, мае.%: Алюминий 10-12 Окись бора 15-19 Железо26-30 Фтористый 2-4 алюминий Хлористый 0,5-1,0 аммоний Окись (Л Остальное алюминия