Состав для диффузионного насыщения стальных изделий Советский патент 1991 года по МПК C23C12/02 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, а именно к процессам диффузионного насыщения, преимущественно бором, различных деталей машин, инструмента и технологической оснастки, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности.

1 ель изобретения - снижение хрупкости диффузионного слоя и повышение износостойкости стальных изделий.

Состав содержит карбид бора, азотированный электролитический марганец и гексафторалюминат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гексафторалюминат аммония1-2

Азотированный электролитический марганец15-20Карбид бора Остальное Карбид бора (ГОСТ 5744-74) выполняет функцию поставщика активных атомов бора для образования на поверхности сталей боридов железа, обладающих высокой твердостью и, как следствие, износостойкостью.

Азотированный электролитический марганец (ТУ 14-5-59-75) Mn(N) выполняет функцию поставщика активных атомов марганца и активизатора процесса насыщения. Активизация процесса борирования происходит вследствие формирования и роста однофазного борид- ного слоя, состоящего из фазы (7е, Mn)2R, скорость роста которой выше скорости фазы Fe R, так как атомный радиус марганца больше атомного радиуса железа (соответственно 1,30 Л и 1,24 А)о Легирование борида железа Fe2R марганцем снижает хрупкость диф

фузионного слоя, обеспечивает формирование благоприятной эпюры остаточных сжимающих напряжений после насыщения во.всем интервале температур и, как следствие, повышение износе- стойкости обрабатываемых изделий.

Гексафторалюминат аммония (NU4) 2 AlF является активизатором процесса насыщения.

Состав для диффузионного насыще- ния стальных изделий, содержание компонентов в котором выходит за пределы, ограниченные формулой изобретения, не удовлетворяет поставленным целям по следующим причинам:

увеличение в составе количества азотированного электролитического марганца приводит к протеканию преимщественно процесса марганцирования с участием бора, что не дает положительного эффекта - повышения износостойкости обрабатываемых изделий, а уменьшение приводит к повышению хрупкости диффузионных слоев;

увеличение в составе гексафторалю

мината аммония вызывает интенсивное газовыделение из состава продуктов его разложения без сколько-нибудь заметного увеличения толщины диффузионного слоя, а при меньших количествах активизатора толщина диффузионного слоя снижается.

Химико-термическую обработку в предлагаемом составе осуществляют при

850-980 С в течение 4-6 ч в контейне45

pax с плавким затвором без -использования вакуума и защитных атмосфер. В таблице приведены исследуемые составы, а также результаты испытаний на хрупкость и износостойкость борид- ных слоев на стали 45, полученных в 50

0

Q 5

0

5

0

5

0

известном и предлагаемом составах.

Насыщение проводят при 900°С в течение 4 ч в контейнере с плавким затвором

Испытания на хрупкость боридных слоев проводят на микротвердомере ПМТ-3 при нагрузке 0,490 Н (количество отпечатков ), времени выдержки при нагружении {tf) 15 с. Хрупкость оценивают по среднему баллу хрупкости - отношению суммарного балла хрупкости (Z,,) к общему количеству отпечатков (п).

Испытания на износостойкость проводят на машине типа 1 кода-Савина при нагрузке 5 кг и скорости вращения твердосплавного диска (59,0 мм1, ,45 мм; HRC3 74-75) 730 об/мин. Износ оценивают через 15 мин испытаний по объему лунки (мм3), вытертой диском на плоской поверхности бори- рованного образца.

I

Как видно из приведенных данных,

применение предлагаемого состава позволяет снизить хрупкость диффузионных слоев в среднем на 507 и повысить износостойкость обрабатываемых изделий на 15-20%.

Формула изобретения

Состав для диффузионного насыщения стальных изделий, включающий карбид бора, марганецсодержащее вещество и активатор, отличающийся тем, что, с целью снижения хрупкости диффузионного слоя и повышения износостойкости стальных изделий, он в качестве марганецсодержащего вещества содержит азотированный электролитический манганец, а в качестве активатора - гексафторалюминат аммония при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Гексафторалюминат аммония1-2

Азотированный электролитический марганец 15-20 Карбид бораОстальное

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, а именно к процессам диффузионного насыщения, преимущественно бором, различных деталей машин, инструмента и технологической оснастки, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. Пель изобретения - снижение хрупкости диффузионных слоев и повышение износостойкости стальных изделий. Состав содержит 1-2 мас.% гексафтор- алюмината аммония, 15-20 мас.% азотированного электролитического марганца и остальное карбид бора. Состав позволяет снизить хрупкость диффузионных слоев в среднем на 50%, а износостойкость увеличивается на 15- 20%. 1 табл. с S СЛ