Расплав для электролизного борирования стальных изделий Советский патент 1992 года по МПК C23C8/70 

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для повышения стойкости технологической оснастки и деталей оборудования.

Наиболее близким к изобретению является расплавдля борирования, содержащий следующее соотношение компонентов, мас.%:

Бура40-60

Силикомарганец5-15

Литий борнокислый 10-30 Фтористый натрий5-20

Данный расплав при электролизном бори- ровании стали УЗА при 900°С в течение 2 ч позволяет получить толщину диффузионного слоя 190 мкм, Однако насыщающая способность данного расплава с течением времени ухудшается вследствие малого количества боросодержащих компонентов, что приводит к быстрому истощению данного расплава.

Целью изобретения является увеличение насыщающей способности расплава.

Поставленная цель достигается тем, что расплав для электролизного борирование стальных изделий, содержащий буру, фтористый натрий, дополнительно содержит окись цинка и Силикомарганец при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бура40-50

Силикомарганец5-25

Окись цинка5-20

Фтористый натрий10-30

У данного расплава повышается насыщающая способность расплава за счет увеличения его жидкотекучести: окись цинка и фтористый натрий повышают жидкотеку- честь. Последнее свойство позволяет также получить более равномерное покрытие по толщине слоя. Кроме того, предлагаемое соотношение компонентов N326407 и ZnO в расплаве изменяет строение расплавленной смеси - за счет ионизации расплава уменьшается концентрация громоздких каС

со

тионных и анионных группировок, что снижает температуру плавления среды и, как следствие, понижает температуру начала диффузионного насыщения с 950 до 800°С, Введение в предлагаемый расплав силико- марганца в количестве 5-25% увеличивает активность расплава. Увеличение количества силикомарганца свыше 25% приводит к образованию осадка - шлама - загрязняющего расплав, уменьшающего жидкотеку- честь, насыщающую способность, микротвердость покрытия. Уменьшение его ниже 5% не дает ощутимых результатов в интенсификации процесса.

Использование окиси цинка в количестве 5-20% способствует понижению температуры диффузионного насыщения с одновременным повышением жидкотекуче- сти расплава. Увеличение количества окиси цинка свыше 20% снижает активность ванны и способствует образованию боридов. Уменьшение его ниже 5% не изменяет интенсивность насыщения и структуру диффузионного слоя.

Благодаря введению фтористого натрия в количестве 10-30% изменяется жидкоте- кучесть расплавленной среды, уменьшаются катионные и анионные группировки, что уменьшает вязкость и увеличивает электрическую проводимость расплава. Введение в жидкостной расплав фтористого натрия менее 10% нецелесообразно,так как строение расплавленной среды не изменяется. Увеличение количества фтористого натрия свыше 30% снижает активность насыщающей среды.

Пример. Расплав для электролизного борирования стальных изделий готовят следующим образом. Компоненты состава - буру и окись цинка - прокаливают при 400°С в течение 2 ч для удаления кристаллизационной влаги. Взвешивают порошкообразные компоненты состава в соответствии указанных в таблице пределов. В жаростойкий контейнер, нагретый до рабочей температуры 900°С, порциями засыпают буру. После ее расплавления вводят последовательно фтористый натрий, силикомарга- нец и окись цинка в соотношениях, указанных в составах 1-7. При этой температуре упрочняемые образцы из стали У8А размером 10 х 10 х 30 мм погружают в расплав. Для активизации расплава через него пропускают постоянный ток в течение всего периода диффузионного насыщения: (плотность тока на катоде образует 0,15- 0,222А/см2, напряжение 6-24 В) процесс

диффузионного насыщения в течение 1-4 ч. После окончания процесса диффузионного насыщения проводят процесс деборирова- ния в течение 5-7 мин, меняют полярность

катода и анода, пропуская обратный ток, что позволяет сократить время отмывки бори- руемых деталей.

Закалку проводят с температуры диффузионного насыщения в масло.

Компоненты при приготовлении состава применяются в виде порошкообразных материалов фракцией менее 0,2 мм; бура техническая N32840 - ГОСТ 8429-57; окись цинка ZnO - ГОСТ 10262 - 73; фтористый

натрий марки Ч - ГОСТ 4463 - 66; порошкообразный силикомарганец.

Результаты диффузионного насыщения стали после обработки из расплавов, содержащих компоненты в различных соотношениях, представлены в таблице.

Как видно из таблицы, толщина образованного слоя на стали У8А при 900°С в течение 2 ч составляет 180-220 мкм, в то же время насыщение из известного состава

при тех же условиях позволяет получить лишь 110 мкм.

Полученные данные свидетельствуют о повышении насыщающей способности расплава из предлагаемого состава по сравнению с известным в 1,6-2,0 раза.

Использование предлагаемого расплава для электролизного борирования стальных изделий обеспечивает по сравнению с известными увеличение насыщающей способности расплава на 60-100%, увеличение микротвердости покрытия, 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.

45

Формула изобретения

Расплав для электролизного борирования стальных изделий, содержащий буру, силикомарганец и фтористый натрий, отличающийся тем, что, с целью увеличения насыщающей способности, расплав дополнительно содержит окись цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бура.40-50

Силикомарганец5-25

Окись цинка5-20

Фтористый натрий10-30

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для повышения стойкости технологической оснастки и деталей оборудования. Целью изобретения является повышение насыщающей способности расплава. Готовят борирую- щую смесь состава, мас.%: бура 40-50, си- ликомарганец 5-25, окись цинка 5-20, фтористый натрий 10-30. Предложенный состав для электролизного борирования обладает высокой насыщающей способностью. 1 табл.