Состав для борирования стальных изделий из расплава Советский патент 1990 года по МПК C23C8/70 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, а именно к процессам борирования, и может быть использовано в машиностроении для повьшения твердости и коррозионной стойкости инстрзгмента.

Цель изобретения - повышение мик- ротвердости и коррозионной стойкости.

Состав содержит хлорид натрия, карбид бора и редкоземельный элемент, в качестве которого взят металл иттрие- вой подгруппы при следующем соотношении ко№1онентов, мас.%: .

Карбид бора50-75

Металл иттриевой

подгруппы5-30

Хлорид натрия Остальное

Введение в состав металла иттриевой подгруппы (гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций) обеспечивает повышение микротвердости борированного слоя за счет образования боридов при протекании реакции:

+ Me-9MeB,j- -2B+Cj;

МеВ2.+(Х-1 )В- МеВхг Ме+хВ;

ЗЫаС+Ме;; э

2Na5MeCl3+4В С+502 3Ка2.СОэ+ +2fMeCl5-BC5 +CO+14B

Ме+ВС1з-

2Me+Fe+2BCl,-- РеВ2+2МеС1з,

где Me - металл нттриевой группы. Образование боридов железа и соединений металла иттриевой подгруппы подтверждается :рентгеноструктурным ис- следоваштем боридного слоя, который проводится на дифракционном рентгеновском спектрометре ДРОН-ЗУМ, и показал наличие таких боридов, как FeBj, МеВ, МеВ4, МеВ и-смешанных боридов типа MeFeBg и МеВ4С4. Образование этих боридов приводит к сущестС7

О 4 О

венному росту микротвёрдости боридно- го слоя.

Расплав готовят следующим образом.

В расплав, содержащий хлорид натрия и карбид бора, вводят металл ит- триевой подгруппы в виде гранул размером не более 2 мм при интенсивном перемешивании без применения защитной атмосферы. Затем погружают далиндри- ческие образцы из сталей марок У8 и 7x3, по три образца каждой марки стали, и выщерятавают их при температуре 1223 К в течение 3 ч. Для равномер- ного ыасьШ1ения расплав перемешивают со скоростью 1 об/с..

Составы исследуемых расплавов при- ведешл в табл. 1.

В табл. 2 представлены результаты испытаний боридного слоя, усредненные по трем образцам. Все измерения проводили по стандартным методикам.

Из табл. 2 следует, что для составов 1-и 5, содержащих согласно табл.1 более 30 и менее 5% металла иттриевой подгруппы, насьюцающая способность состава уменьшается.

Наиболее оптимальным является cocf тав, содержащий от 5 до 30% металла

иттриевой подгруппы.

При этом микротвердость увеличивается До 2t740 - 22500 МПа, что по сравнению с известным составом (14700 МПа) соответствует увеличению более чем на 50%.

В табя, 3 представлены результаты лабораторных испытаний на коррозионную стойкость и микротвердость

Скорость коррозии определяют по увеличению массы образцов после выдержки при Т 800 С в течение 48 ч.

Массу налипшего алюминия определяют после вырубки 1000 деталей размерами 50x50 мм на опытном штампе. После штамповки поверхность штампа обрабатывают раствором щелочи в течение 1 ч. Содержание алюминия определяют вр всем объеме комплексонометрическим титрованием с алюминоном.

Из данных ртабл. 3 следует, что скорость газовой коррозии уменьшается в. 5102 раз.

Таким обр азом, предлагаемьй состав по сравнению с известным позволяет увеличить микротвердость боридного слоя на 50% и коррозионную стойкость в 4 - 500 раз.

Форм у л а и 3 о бретения

Состав для борирования стальных изделий из расплава, содержащий бор- содержащее вещество, редкоземельный элемент и хлорид натрия, отличающийся теМз что, с целью повышения микротвердости и коррозионной стойкости, он в качестве борсо- держащего вещества содержит карбид бора, а в качестве редкоземельного элемента содержит один из металлов иттриевой подгруппы при следующем соотношении Компонентов, мас.%: Карбид бора 50 - 75 Металл иттриевойподгруппы 5-30

Изобретение относится к области металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, а именно к процессам борирования, и может быть использовано в машиностроении для повышения твердости и коррозионной стойкости инструмента. Цель - повышение стойкости. Состав содержит 50-75 мас.% карбида бора, 5-30 мас.% редкоземельного элемента и остальное иттриевой подгруппы хлорид натрия. В качестве редземельных элементов вводят гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций. Состав позволяет повысить микротвердость на 50%, а коррозионную стойкость - в 4-500 раз. 3 табл.

В качестве металлов иттриевой подгруппы взяты гадолиний, диспрозий, гольмий, эрбий, иттербий, лютеций.

Предлагаемыйсостав Гадолиний

ДиспрозийУ8

Гольмий У8

Эрбий УВ

ИттербийУ8

; Ьотеций У8

7X3

7X3

1 2 3 4 5

1 2 3

Таблица2

, GdBg, 2 .

, DyBg

Fe2B, HoBj,

, ErB,

, YbB4

, ЬиВф

14700

22500 22560 22560 22300 22200

22480 22500 22540

FegB, LuB. , GdB,2

Fe2,B, DyB,2

Продолжение табл.2