Способ борирования стальных изделий Советский патент 1989 года по МПК C23C8/68 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано для упрочнения поверхностей металлических деталей различными видами химико-термической обработки, в частности борированием.

Целью изобретения является повышение качества покрытия за счет повышения класса шероховатости на наружных и внутренних поверхностях.

Согласно способу борирования, при котором компоненты обмазки наносят окунанием в них предварительно нагретой детали в виде двух слоев (вначале слой буры , а затем слой

карбида бора и подвергают деталь выдержке при температуре борирования, в борирующую смесь при подготовке вводят связующее с, температурой плавления выше температуры последующего борирования на 30-150 С и перед окунанием или заливкой нагревают до температуры плавления связующего.

Экспериментально установлено, что нагрев смеси порошкообразных карбида бора и криолита до температуры плавления криолита позволяет получить обмазку для химико-термической обработки деталей без использования связую- 1ЦИХ компонентов и необходимых, в связи с наличием последних операций

сд ю

оо

00

послойного высушивания обмазки. Нанесение на ненагретую деталь предвари- teльнo связующего состава из карбида бора и криолита не приводит к значи- тельному изменению качества поверхности, в то время как нагрев детали до температуры плавления связующего с последующим нанесением на нее последовательно буры и карбида бора приводит к заметному ухудшению качества поверхности.

Использование в качестве связующего порошкообразного вещества с температурой плавления вьше температуры последующего борирования на 30-150 С (в данном случае криолита с т.пл. 100и°С) позволяет вести химико-термическую обработку при температуре выше без разжижения, частичного оплавления и стекания обмазки, т.е. из твердого состояния, в то время как при этой же температуре борирование с использованием буры в качестве связующего не применяют.

Способ осуществляют следующим образом .

Приготавливают смесь из порошков карбида бора и криолита, загружают ее в тонкостенный контейнер из нержа веющей стали и подвергают нагреву в муфельной печи до , производя погружение детали в содержимое контейнера, извлекают из него, дают обмазке застыть на воздухе, наносят на реакционный слой защитную обмазку, производят насьпдение при температуре борирования.

Пример. Проводят химико-термческую обработку роликов из стали ШХ-15 размером 5 12x12 мм. Приготавливают путем механич1еского перемешивния смесь из заранее взвешенных на лабораторных весах прокаленных пор о ков карбида бора зернистостью 12П

в количестве 50 г и криолита в коли

0 5

Q

,.

5

5

честве 50 г, загружают в тонкостенный (1 мм) контейнер из нержавеющей стали 1x18 Н10Т и подвергают нагреву в печи при 105t) в течение 10 мин. За зтот же период (10 мин) приготавливают защитную обмазку, дпя чего белую глину и жидкое стекло тщательно перемещивают до гомогенного состояния. После этого контейнер извлекают из печи и в содержимое контейнера погружают деталь, подготовленную к бориро- ванию, затем извлекают из него и дают пасте застыть на воздухе. На остуженную деталь со слоем активной пасты наносят защитную обмазку равномерным слоем толщиной 1,0-1,5 мм. После этого деталь помещают в печь и производят насыщение при 950°С в течение 2ч.

Конкретные параметры обработки приведены в таблице.

Формула изобретения

1.Способ борирования стальных изделий, включающий предварительную подготовку насыщающей смеси, расплавление, нанесение ее. на изделие, нагрев

и выдержку при температуре насьщ1ения, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения качества покрытия за счет повышения класса шероховатости на наружных и внутренних поверхностях, нанесение борирующёй смеси проводят на ненагретую деталь, а в борирующую смесь при подготовке вводят связующее с температурой плавле-. ния выще температуры насьпцения на ,30-150°С.

2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что насьпцение проводят в составе, содержащем криолит и карбид бора при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Криолит50

Карбид бора 50

Содержание в смеси компонентов обмазки, мас.%:

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано для упрочнения поверхностей металлических деталей различными видами химико-термической обработки, в частности борированием. Целью изобретения является повышение качества покрытия за счет повышения класса шероховатости на наружных и внутренних поверхностях. В известном способе диффузионного борирования, при котором производят предварительную подготовку борирующей смеси, расплавление, нанесение ее на изделие и последующие борирование, в борирующую смесь при подготовке вводят связующее с температурой плавления выше температуры последующего борирования на 30 - 150°С, а нанесение борирующей смеси производят ее расплавом на ненагретую деталь. Применение заявленного способа по сравнению с известным позволяет улучшить качество обрабатываемой поверхности, что выражается в повышении класса шероховатости поверхности с 7 кл. до 8-9 кл. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Предварительный нагрев, °С: деталь

смесь

Температура процесса КТО, °С

Поверхностная микротвердость

Н,оо . МПа

Глубина слоя борид- ной зоны, мкм Фазовый состав Шероховатость поверхности R (при исходной шероховатости RC. 0,523-0,528)

Класс шероховатости поверхности (исходная поверхность 8- 9 класс)

Замер параметра шероховатости R производится на профи- лометре 296 при длине трассы 3 мм и отсечке 0,8 мм для всех образцов, кроме образцов, полученных по известному способу, для которых длина трассы 6 мм, отсечка 2,6 мм.

84

50 50 30 50 50 50

800- -850

850- -950

20500 55-60

10501050 1050

900950 970

1722019800 20850

50-5585-90 90-95

1,23-1,78

7

0,538 0,677 0,673

8-9 8-9 8-9