Состав для карбонитроборирования стальных изделий Советский патент 1991 года по МПК C23C8/52 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий углеродом, азотом и бором, и может быть использовано для увеличения срока службы инструментов, деталей машин, приборов и механизмов,

Цель изобретения - увеличение износостойкости изделий и насыщающей способности сос-ава.

Состав для карбонитроборирования стальных изделий, содержащий один из цианатов щелочных металлов или их смесь, допочнительно содержит аммоний тетрабора при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цианат щелочного

металла80-90

Аммоний тетраборат10-20

При разложении аммония тетрабората образуется атомарный ор, который диффундируя в поверхностные слои изделий, образует диффузионный слой сложного состава, который имеет твердость 1800-2000 кг/мм2, что положительно сказывается на сроке службы изделий. Кроме того, при разложении аммония тетрабората образуется атомарный азот, что увеличивает насыщающую способность состава,

Назначение вводимых компонентов следующее. Калий циановокислый (KCNO

СЬ СО

Од

или натрий циановокислый (NaCNO), являются поставщиками атомарных азота и углерода, а при разложении аммония тетрабората (NH)tB207 4Н20 образу- , ется атомарный бор и дополнительно азот, которые диффундируют в поверхностные слои изделий. Кроме того, аммоний тетраборат растворяет окис- ный слой, образующийся на изделиях Q в процессе обработки, что также положительно сказывается на увеличении насыщающей способности состава.

Процесс химико-термической обработки осуществляют следующим образом. J5 Приготовленную смесь загружают в тигель небольшими порциями и расплавляют при 350-400°С. После того, как количество расплава станет равным 3/4 объема тигля, температуру расплава 20 повышают до рабочей, которая составляет 520-850°С. Изделия, предназначенные для химико-термической обработки, монтируют в специальные присостойкость изделий и 1,5-2,0 раза по сравнению с известным составом.

Оптимальным является состав, содержащий компоненты в предлагаемых пределах. При содержании компонентов менее нижних предельных значений насыщающая способность состава и износостойкость обработанных в нем изделий увеличиваются незначительно по сравнению с известным составом, а при содержании компонентов более верхних предельных значений эти свойства состава не увеличиваются по срав нению с оптимальным составом, но происходит интенсивное газовыделение аммиака .

Пример 2. Образцы, изготовленные из сталей марок Р6М5, Р18 и Р6М5К5, после закалки и отпуска по оптимальным режимам подвергают химико-термической обработке в известном составе, (состав 11, табл. 1) и в предлагаемом составе (состав 4.

способления, обезжиривают и нагревают 25 табл. 1). Температура процесса 540 С,

до 250-300 С. Подогретые изделия вместе с приспособлениями погружают в расплав для карбонитроборирования и выдерживают в нем 5-30 мин. Режим

а продолжительность выдержки 20 мин. После обработки образцы подвергают испытаниям на износ описанным способом и замеряют толщину диффузионного

химико-термической обработки устанав-3Q слоя- Результаты испытаний представлены в табл.2,

лив а ют в зависимости от марки стали, предварительной или последующей термообработки и требуемой толщины диффузионного слоя. После химико-термической обработки изделия промывают в горячей воде и сушат.

Пример 1. Образцы, изготов- .ленные из стали марки 38ХМЮА, подвергают карбонитроборированию в составах, массовое процентное содержание которых представлено в табл. 1. Температура процесса составляла 560 С, а продолжительность выдержки 6 ч, После химико-термической обработки образцы подвергают испытаниям на износ на машине трения и определяли толщину диффузионного слоя. Результаты испытания представлены в табл.1 Из полученных данных следует, что

предлагаемый состав для карбонитробо

рирования имеет насыщающую способность на 20-40% выше, чем известный состав, и позволяет увеличить изно

, Q50

30144

состойкость изделий и 1,5-2,0 раза по сравнению с известным составом.

Оптимальным является состав, содержащий компоненты в предлагаемых пределах. При содержании компонентов менее нижних предельных значений насыщающая способность состава и износостойкость обработанных в нем изделий увеличиваются незначительно по сравнению с известным составом, а при содержании компонентов более верхних предельных значений эти свойства состава не увеличиваются по сравнению с оптимальным составом, но происходит интенсивное газовыделение аммиака .

Пример 2. Образцы, изготовленные из сталей марок Р6М5, Р18 и Р6М5К5, после закалки и отпуска по оптимальным режимам подвергают химико-термической обработке в известном составе, (состав 11, табл. 1) и в предлагаемом составе (состав 4.

табл. 1). Температура процесса 540 С,

а продолжительность выдержки 20 мин. После обработки образцы подвергают испытаниям на износ описанным способом и замеряют толщину диффузионного

слоя- Результаты испытаний представ

лены в табл.2,

Из полученных данных следует, что предлагаемый для карбонитроборирования состав позволяет повысить износостойкость изделий в 1,5-2,0 раза по сравнению с известным составом и имеет более высокую насыщающую способность, чем известный состав.

Формула изобретения

Состав для карбонигроборирования стальных изделий, содержащий цианат щелочного металла, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости издепий и насыщающей способности состава, он дополнительно содержит аммоний гетрабо- рат при следующем соотношении компотов, мас.%:

тт. . „ .. ...

Цианат щелочного

металла

Аммоний тетрабораг

Калий циановокислый92

Аммоний тетраборат3

Калий циановокислый90

Аммоний тетраборат10

Калий циановокислый85Аммоний тетра- борат15

Калий циановокислый80

Аммоний гетра- борат20

0,27

0,19

0,16

0,14

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий углеродом, азотом и бором, и может быть использовано для увеличения срока службы инструментов, деталей, машин, приборов и механизмов. Цель изобретения - увеличение износостойкости изделий и насыщающей способности состава. Карбонитробо- рирование осуществляют в составе, содержащем 80-90 мас.% цианата щелочного метаопа и 10-20 мас.% аммония тетрабората. Предложенный состав имеет насыщающую способность на 20- 40% выше, чем известный состав и позволяет увеличить износостойкость обработанных в нем стальных изделий в 1,5-2,0 раза по сравнению с известным составом. 2 табл. С S

Калий цианово- кислый

Аммоний тетра- борат

0

Натрий цианово- киглый

Аммоний тетра- борат

Натрий цианово- киг.лый

Аммоний тетра- борат

Натрий цианово- кислый

Аммоний тетра- борат

Натрий цианово- кислый

Аммоний тетра- борат

Натрий цианово- кислый

Аммоний тетра- борат

75 25

293

0,14

92 215

0,29

248

275

290

0,20

0,17

0,15

75 290

0,15

11Калий цианово- кислый

12Натрий циановокислый

Известный состав 100 210

100205

Интенсивное гаэовыделение аммиака,

Продолжение табл.1

0,28 0,30

Таблица 2