Состав для борохромирования стальных изделий Советский патент 1992 года по МПК C23C8/70 

Изобретение относится к химико-термической обработке стальных изделий, в частности к процессу диффузионного насыщения деталей из боросодержащих порошковых смесей, и может быть использовано в металлургической промышленности, машиностроении для получения защитных покрытий на поверхностях, подверженных абразивному изнашиванию в агрессивных средах.

Цель изобретения - увеличение насыщающей способности порошкового состава, повышение износостойкости обрабатываемых изделий путем снижения хрупкости диффузионного слоя.

Поставленная цель достигается тем, что в состав для борохромирования, включающий хром, фтористый калий и карбид бора, дополнительно вводят цинк, буру и окись алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хром15-20

Бура4-6

Цинк2-4

Фтористый калий1,5-3

Карбид бора20-30

Окись алюминияОстальное

Использование в насыщающем составе цинка в количестве 2-4 мас.% снижает хрупкость борохромированного покрытия и обеспечивает его достаточную пластичность. Кроме того, присутствие цинка в насыщающей смеси способствует активизации диффузии насыщающих элементов, увеличению толщины диффузионного слоя и образованию на поверхности деталей высокопластичных стойких в агрессивных средах сложных боридов хрома.

При уменьшении содержания цинка менее 2 мас.% увеличивается хрупкость диффузионного слоя. Увеличение содержания цинка свыше 4 мас.% в смеси ухудшает качество поверхности обрабатываемых деталей, наблюдаются прижоги и стравливание покрытия.

Изменение соотношения хрома и карбида бора в составе приводит к смещению

VI

ю

CN

сл ел о

процесса соответственно в область хромирования или борирования.

Бура является источником активных атомов бора. При уменьшении содержания буры снижается насыщающая способность состава, при увеличении наблюдается спекание смеси.

Окись алюминия повышает технологичность смеси, препятствуя ее спеканию.

Перед приготовлением смеси компоненты просушивают: хром при 300-400°С в течение 2 ч; буру при 300-400°С в течение 2 ч; фтористый калий при 150-200°С в течение 2 ч; цинк при 150-200°С в течение 2 ч; карбид бора при 300-400°С в течение 2 ч; окись алюминия прокаливают при 700°С в течение Зч.

После просушивания компоненты взвешивают согласно массовому и процентному содержанию в смеси, тщательно перемешивают. Готовую смесь засыпают в контейнеры с деталями таким образом, чтобы она окружала их со всех сторон толщиной не менее 10...15 мм. После этого контейнер герметизируют и проводят процесс борох- ромирования в печах с окислительной атмосферой.

Обработкой в течение 4ч при 950°С на образцах из сталей 45, ХВГ, ШХ15, У8А получают покрытие толщиной 0,110-0,150 мм с микротвердостью 1800-2000 кг/мм2.

Предлагаемая смесь позволяет получать слои сложного состава при одновременном насыщении бором и хромом. Комплексное насыщение значительно улуч- шает физико-механические характеристики покрытия.

Пример. Цилиндрические образцы из стали ХВГ диаметром 9 мм и длиной 70 мм, имеющие кольцевые проточки на цилиндре,

5

5

0

5

0

0

насыщали при 950°С в течение 4 ч в составах, содержание компонентов которых представлено в таблице.

Толщину и микротвердость покрытия определяли на приборе ПМТ-3. С целью оценки пластичности диффузионного слоя образцы подвергали бесцентровому шлифованию. Припуск на шлифование составлял 0,030 мм. Хрупкость диффузионного покрытия оценивали визуально по степени скалывания образца.

Как видно изданных, представленных в таблице, наиболее предпочтителен предлагаемый состав 2, позволяющий значительно снизить хрупкость диффузионного слоя и увеличить его толщину по сравнению с известным.

Испытания на машине трения СМЦ-2 по схеме ролик-колодка с использованием в качестве засорителя смазки кварцевого абразива показали, что износостойкость образцов, упрочненных в предлагаемых составах, выше в 1,3-1,5 раза по сравнению с известным.

Формула изобретения

Состав для борохромирования стальных изделий, содержащий хром, карбид бора, фтористый калий, отличающийся тем, что, с целью увеличения насыщающей способности, повышения износостойкости обрабатываемых изделий за счет снижения хрупкости диффузионного слоя, он дополнительно содержит цинк, буру и окись алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

0

Хром

Бура

Цинк

Фтористый калий

Карбид бора

Окись алюминия

15-20

4-6

2-4

1,5-3

20-30

Остальное

Изобретение относится к металлургии, а именно к составам для химико-термической обработки стальных изделий. Целью является увеличение насыщающей способности состава, повышение износостойкости обрабатываемых изделий за счет снижения хрупкости диффузионного слоя. Состав содержит, %: хром 15-20; бура 4-6; цинк 2-4; фтористый калий 1,5-3; карбид бора 20-30; окись алюминия остальное. Износостойкость образцов, обработанных в составе, выше в 1,3-1,5 раза по сравнению с прототипом.