Расплав для электролизного борирования стальных изделий Советский патент 1991 года по МПК C23C8/70 

Изобретение относится к расплавам для химико-термической обработки стальных изделий и может быть использовано в машиностроении для повышения стойкости технологической оснастки и деталей оборудования.

Целью изобретения является увеличение длительности использования расплава при сохранении его высокой насыщающей способности.

Расплав для электролизного бориро- вания стальных изделий, содержащий буру, селикомарганец и фтористый натрий, дополнительно содержит карбид бора и борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Селикомаргзнец13-15

Карбид бора1S-20

Борная кислота2-3

Фтористый натрий17-20

БураОстальное

Изобретение позволяет увеличить длительность использования расплава при сохранении его высокой насыщающей способности за счет повышения боросодержащих веществ и более медленного их разложения до активных атомов бора Кроме того, предлагаемое соотношение компонентов буры и борной кислоты а расплаве изменяет строение расплавленной смеси - за счет ионизации расплава уменьшается концентрация громоздких катионных и анионных группировок, что снижает температуру плавления сре/.ы и, как следствие, температуру начала диффузионного насыщения с 950 до 800°С. При этом увеличивается вероятность образования высокобористой фазы FeB, что увеличивает микротвердость покрытия.

Введение в предлагаемый расплав се- ликомарганца в количестве 5 - 15% увеличивает ai-тивность расплава Увеличение количества селикомаргакиа выше 15% привадит v образованию осадка - шлама, загряз- няккчего расплав, уменьшающего его жидкотекучесть, насыщающую способность, микротвердссть покрытия. Уменьшение его ниже 5% не дает ощутимых результатов в интенсификации процесса.

Использование борной кислоты в количестве 1-3% способствует понижению темЈ

О

чэ о

СП VJ

о

пературы диффузионного насыщения с одновременным повышением жидкотекучести расплава. Увеличение количества борной кислоты свыше 3% снижает активность ванны и способствует образованию бормдов Fe2B. Уменьшение его ниже 3% не изменяет интенсивность насыщения и структуру диффузионного слоя.

Благодаря введению фтористого натрия в количестве 10 - 20% изменяется строение расплавленной среды, уменьшаются кати- онные и анионные группировки, что уменьшает вязкость и увеличивает электрическую проводимость расплава. Введение в жидкостный расплав фтористого натрия менее 10% нецелесообразно, так как строение расплавленной среды не изменяется. Увеличение количества фтористого натрия свыше 20% снижает активность насыщающей среды.

Использование карбида бора в количестве 5 - 20% способствует повышению насыщающей способности расплава. Увеличение количества бора свыше 20% снижает жидко- текуяесть расплава, что ведет к уменьшению насыщающей его способности. Уменьшение его ниже 5% не вносит заметный вклад в увеличение длительности использования расплава.

Пример. Расплав для электролизного борирования стальных изделий готовят следующим образом, Компоненты состава: буру и борную кислоту прокаливают при 400°С в течение 4 ч для удаления кристаллизационной влаги. Взвешивают порошкообразные компоненты состава в соответствии с указанными в таблице пределами. В жаростойкий контейнер, нагретый до 700°С, засыпают буру и борную кислоту и повышают температуру до 900°С. После их расплавления вводят последовательно фтористый натрий, селикомарганец и карбид бора в соотношениях, указанных в примерах 1-9 таблицы. При этой температуре упрочняемые образцы из стали У8А размером 10 х 10 х 30 мм погружают в расплав. Для активизации расплава через него пропускают обратный постоянный ток в течение 5 мин. Затем меняют полярность и проводят в течение всего периода диффузионное упрочнение: т 1 - 4 ч

(плотность тока на катоде-образце 0,15 - 0,2 А/см , напряжение 6-24 В), Процесс диффузионного насыщения ведут в течение 1 - 4 ч После окончания процесса диффузионного насыщения проводят процесс дебориро- вания в течение 5-7 мин, меняя полярность катода и анода, пропуская обратный ток, что позволяет значительно сократить время отмывки борируемых деталей.

Закалку проводят с температуры диффузионного насыщения в масло.

При приготовлении состава применяются следующие компоненты в виде порошкообразных материалов фракцией 0,2 мм1

бура техническая, , борная кислота, фтористый натрий марки Ч, порошкообразный селикомарганец, карбид бора.

Результаты диффузионного насыщения стали после обработки предлагаемым и известным расплавами представлены в таблице.

Использование предлагаемого расплава для электролизного борирования стальных изделий обеспечивает по сравнению с

известными увеличение длительности использования расплава на 110 - 140 ч, повышение насыщающей способности расплава на 10 - 68%, получение равномерного диффузионного слоя на деталях сложной конфигурации, снижение пористости покрытия, уменьшение времени отмывки борируемых деталей в 2 - 3 раза, обеспечивает возможность многократного его использования.

Формула изобретения

Расплав для электролизного борирования стальных изделий, содержащий буру, фтористый натрий и селикомарганец, отличающийся тем, что, с целью увеличения длительности использования расплава при сохранении его высокой насыщающей способности, он дополнительно содержит карбид бора и борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: Селикомарганец13-15

Карбид бора15-20

Борная кислота2-3

Фтористый натрий17 - 20

БураОстальное

Изобсетение относится к расплавам для хим ко-термчческой обработки стальных изделий А может быть использовано в машиностроении Целью изобретения является увеличение длительности использования расплава при охранении его высокой насыщающей способности Состав содержит, мае % селиком&оганец 13-15, карбид бора 15 - 20; борную кислоту 2-3 фтористый натрий 17 - 20; буру остальное. Это позволяет увеличить длительность использования расплава на 110 - 140 ч за счет повышения насыщающей способности на 10 - 68% 1 табл