Состав для борирования стали Советский патент 1977 года по МПК C23C9/02 

1

Изобретение относится к химико-термической обработке стали, в частности к составу для борирования стали при нагреве токами высокой частоты и может быть использовано для упрочнения быстро изнашивающихся деталей, например режущих рабочих органов кормоприготовительных машин.

Известны составы насыщающих сред для борирования, содержащие порошки

аморфного бора или карбида бора, активирующие добавки (хлористый аммоний, бура, криолит), инертные наполнители (маргаллто окись алюминия, измельченный шамот) и связку l.

Из известных составов сред, исполь зуемых для борирования при индукционном нагреве, по составу компонентов наиболее близок к заявленному составу среды со;Став, который содержит бора и буру в следующих количествах, вес. %:

Карбид бора84

Бура16 2.

При использовании указанного состава гооцесс борирования осуществляется за

счет электрохимического переноса активных атомов бора от карбида бора к насы щенной поверхности. Скорость борирова- ния лимитируется скоростью электрохимических процессов через слой расплавленной буры, в результате чего в диффузионном слое не обеспечивается получение заэвтектческих структур при нагреве выше линии солидус диаграммы состояния Т - В - С

Целью данного изобретения является создание такого состава, содержащего в качестве основы карбид бора, который обладал бы более высокой насыщающей способностью, чем известные составы. Для достижения указанной цели известный став для борирования, содержащий карбид бора, дополнительно содержит борную кислоту, при этом содержание всех указанных ингредиентов должно быть в следующих соотношениях, вес. %:

Карбид бора80-99,0

Борная кислота1,0-20,0

Для получения составов рдя борирова- ния подготовляют пять смесей ингредиен ов, содержащих каждая карбид бора и борную кислоту и отличающихся друг от друга содержанием борной кислоты, равным в каждой .смеси последовательно, вес. %; 1, 5, 10, 2О, 30, а также, содержанием карбида бора, составляющим пополнительную до 1ОО% часть в кажрой смеси.

Каждую смесь тшательь перемешивают и наносят слоем толщиной 1,5 мм, на обрабатываемую поверхность образцов.

Борированию подвергают плоские образцы размерами 4х2бх7О мм из стали 45, Образцы нагревают на высокочастотной установке типа Л 3-6 7 до температуры 1150-1200 С в течение 30 сек. Темпере ратуру нагрева контролируют автоматичесКИМ электронным потенциометром ЭП13 09МЗ с помощью платиноплатиниродиевой термопары. Повторяемость опытов трехкратная.

Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Как видно из таблицы, скорости борирования, достига-эмые от применения предложенных составов значительно выше, чем для известного состава.

При нагревании борная кислота постепенно выделяет пары воды, которые вза-имодействуют с карбидом бора и разлагают его с образованием газообразного субокис ла В О , осуществляющего газофазный механизм переноса активных атомов бора. В газовой фазе реакции протекают значительно активнее, что и повышает скорость борирования.

Оптимальная добавка борной кислоты находится в пределах l,O-20sO вес. %.

При дальнейшем увеличении количества бо |ной кислоты заметно снижается толщина боридного слоя, содержание в нем избы точной твердой фазы и твердости слоя, т.е концентрации бора в слое.

Процесс приготовления предложенного состава для борирования упрощается по сравнению с известным, так как не требуется предварительного обезвоживания активирующей добавки, как это делалось для буры.

,Толщина борированного слоя, мм

Скорость насыщения, мкм/сек

Сод. твер д. избыточн ой фазы {обьем,%)

Твердость НУ, кг/мм

0,4560,490 0,456 0,34О 0,2 0,22

15,216,315,2 11,36,7 7,3

30-35 35/40 45-50 15-20

801

854

865 69О 657 670 Формула изобретен Состав цля борнрования стали, иреимушественно при нагреве токами высокой частоты, содержащий карбид бора, о т л ичающийся тем, что, с целью интенсификации процесса борирования, он дополнительно содержит борную кислоту п следующем соотношении компонентов, вес. %: Карбид бора80-99,0 Борная кислота1,О-2О,О, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Ляхович Л. С., Ворошнин Л.Г, Борирование стали , М., 1967, стр. . 2. Брошюра Технология, организация процессов термической и химико-термической обработки и покрытия материалов НИИИинформтяжмаи;, М., 1967, , стр. 81.-85 (прототип).