Способ борохромирования стальных изделий Советский патент 1991 года по МПК C23C12/00 

Изобретение относится к химико-термической обработке материалов и может быть использовано в машиностроении (сельхозмашиностроении, автомобилестроении), пищевой промышленности, химическом машиностроении, приборостроении для повышения эксплуатационных характеристик изделий.

Целью изобретения является повышение коррозионной и кавитационной стойкости изделий.

Способ борохромирования включает борирование при 910-975°С в течение 0,75- 1,25 ч с газовым неконтактным хромированием при 950-1050°С в течение 2-4 ч, борирование осуществляют в порошковой смеси следующего состава, мас.%:

Технический карбид бора96-98

Молибдат натрия2-4

При борохромировании предложенным способом наблюдается увеличение кавитационной стойкости в 2,0 раза, а коррозионной в 1,5 раза. Карбид бора В4С используют в виде порошка технической чистоты. Технический карбид бора используется как абразивный материал и среда для порошкового метода борирования.

Молибдат натрия МааМоОз используется в производстве красок и лаков, ТПл 687°С.

Хром используют в виде порошка марок ПХМ (до125 мкм) и ПХС (до 150 мкм) при восстановительном методе получения порошка из электрохимического хрома марок ЭХ и ЭРХ при простом механичеком измельчении.

На этапе борирования Na2Mo04 понижает термодинамическую активность бора и способствует тому, что и специальные бори-гаЗ

а а

О

к

ды РеВ и Рв2В в виде сплошной зоны в диффузионном слое не образуются.

Диффузионный слой представляет собой твердый раствор бора, в а -железе. Вероятна специальные бориды (FeB и FeaB) в дисперсном виде расположены по границам зерен. Толщина диффузионного слоя при принятых условиях насыщения может достичь 100-500 мкм.

Отсутствие сплошной зоны боридов связано с тем, что в насыщающей смеси в процессе борирования при 910-975°С происходит взаимодействие атомарного бора с Мо, входящим в NazMoO/i, поэтому уменьшается диффузия атомарного бора в насыщающую стальную матрицу, а в насыщающей порошковой смеси образуется МоВа.

Пример, Процесс борирования сталей заключается в следующем: в контейнер из нержавеющей стали засыпают часть смеси порошка технического карбида бора 96-98 мас,% и молибдата натрия 2-4 мас.%, а затем в контейнер помещают изделия и засыпают оставшейся частью порошковой смеси.

Для отделения реакционного пространства контейнера от печной атмосферы и предотвращения проникновения в него воздуха контейнер закрывают листом асбеста и засыпают натросиликатным стеклом. Это обеспечивает герметизацию контейнера при нагреве сталей 45 и У8 до температуры борирования 910-975°С продолжительностью 0,75-1,25 ч, По окончании изотермической выдержки контейнер с деталями извлекают из печи. После охлаждения контейнера застывший силикат разбивают, контейнер распаковывают и извлекают детали.

Хромирование в предложенном способе осуществляют следующим образом: в герметическую реакционную камеру помещают порошок хрома 15 г/м3, затем загружают изделия, предварительно подвергнутые борированию в предложенном составе. При помощи вакуумного насоса в камере создают разрежение, отключают насос, осуществляют нагрев до температуры насыщения 950-1050°С, повторно вакууми- руют, вводят в камеру четыреххлрристый углерод 5 мл/м3, производят выдержку в

течение 2-4 ч, и охлаждают до комнатной температуры. По мере необходимости изделия подвергают дальнейшей термической или механической обработке.„

Микротвердость диффузионных слоев

измеряют на приборе ПМТ-3, кавитацион- ную стойкость борохромированных покрытий на стали 45 и У8 определяют магнитострикционным методом на приборе

УЗДН-2Т, средой служит водопроводная вода, оценивают износ по потере массы на весах ВЛР-200 г в течение 10 ч.

Коррозионную стойкость оценивают весовым методом, коррозионной средой служит 0,1 н.раствор НзЗСМ иЗ %-ныйраствор NaCI в воде.

В таблице приведены результаты испытаний сталей У8 и 45 с борохромированны- ми покрытиями

Оптимальный способ борохромирования: борирование сталей 45 и У8 при 950°С в течение 1 ч в порошковой смеси следующего состава, мае %:

Технический карбид бора97

Молибдат натрия3

хромирование при 100Q°C в течение 4 ч.

При использовании составов и режимов обработки, выходящих за пределы заявляемых, наблюдается уменьшение кавитационной и коррозионной стойкости покрытий.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что при борохромировании предложенным способом кавитационная стойкость возрастает в 2 раза, а коррозионная в 1,5

раза по сравнению с прототипом.

Формула изобретения Способ борохромирования стальных изделий, включающий нагрев до температуры обработки в насыщающей среде и выдержку при этой те мпературе, отличающийся тем, что, с целью увеличения коррозионной и кавитационной стойкости обработанных изделий борохромирование осуществляют в две стадии: сначала проводят борирование при 910-975°С а течение 0,75-1,25 ч в среде, содержащей техничекий карбид бора и молибдат натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%; Технический карбид бора 96-98

Молибдат натрия2-4

а затем проводят газовое хромирование при 950-1050°С в течение 2-4 ч.

Изобретение относится к химико-термической обработке и может быть использовано в машиностроении, пищевой, химической промышленности. Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости борохромированных покрытий в водных растворах серной кислоты и хлористого натрия в 1,5 раза, а кавитзци- онной стойкости - в 2 раза. Это достигается тем, что изделия сначала борируют при 910- 975°С 0,75-1,25 ч, а затем проводят хромирование при 950-1050°С 2-4 ч, при этом используют борирующий состав при следующем соотношении компонентов, мас.%: технический карбид бора 96-98, молибдат натрия 2-4. 1 табл.