Состав обмазки для боровольфрамирования стальных деталей Советский патент 1980 года по МПК C23C9/04 

Изобретение относится к химико-терм , ческой обработке и может бьггь применено в качестве насыщающей среды для диффузионного боровольфрамирования стальных изделий. Известен состав для борирования в обмазках, в котором насыщение проводилось из смеси боросодержащих веществ, окислов и активатора. Данный состав позволяет проводить насыщение в окисли тельной среде без защитной оснасткиjl Однако получаемые при насыщении из данного состава чисто боридные спои не позволяют получить максимальный уровень износостойкости диффузионного покрытия. Известен также состав для боровольфрамирования, содержащий буру и вольфрамовокислый натрий при соотнощении компонентов, вес.%: Бура65-72 Вольфрамовокислый натрий28-35 2. Однако данный состав пригоден толнко для электролизного боровольфрамирования и требует применения дорогостоящего оборудования, использования источников постоянного тока, сложен в эксплуатации, Затрудняет термическую обработку, непосредственно после процессов химико-термической обработки и не рассчитан на применение в качестве насыщающей среды при боровопьфрамировании в условиях обычного высокотемпературного нагрева в связи с окислением и оплавлением компонентов смеси. Целью изобретения является обеспечение возможности проведения процесса в окислительной печной среде без применения специальной защитной оснастки. Поставленная цель достигается тем, что состав содержит в качестве боросодержащего вещества карбид бора, в качестве вольфрамосоДержащего вещества - по- рошкообразный карбид вольфрама, в качестве инертной добавки - железную окалину и в качестве активатора - фтористый натрий при следующем соотношении компонентов, вес,%: Карбид бора40-60 Карбид вольфрама1О-15 Фтористый натрий4-10 Железная окалина25-35 Смесь указанных компонентов наносится в качестве обмазки на упрочняемые поверхности и в дальнейшем процес химико-огермической обработки совмещае ся с процессом нагрева под термическую обработку. В качестве связующего для обмазки используется гидролизованный этилсиликат. Состав позволяет проводить процесс в обычной печной среде при длительных высокотемпературных вьщержках (1-20 ч при 900-1100°С). При насыщении из предлагаемого состава на стали 45 в диффузионном сл состоящем из боридов железа, содержится от О,4 до 0,6% вольфрама. Пример. Проводят диффузионное боровольфрамирование в обмазках стал 45 к 5ХНМ размерами (lOxlOxlO) мм Обмазку готовят смешиванием порошкообразных компонентов (размер фракции ОД-0,2 мм) с гидролизованньпл этилс пикатом. Наносят обмазку толщиной от 4 до 5 мм на образцы из стали 45 и 5ХНМ окунаниеМо После сушки в течение 1О-2О мин при комнатной температуре на воздухе образцы помещают в электропечь, нагретую до температуры процесса химико-термической обработки и выдерживают 4-6 ч. Закалку проводят с температуры диффузионного насыщения При закалке обмазка теряет целостность и отделяется с поверхности образца. Результаты диффузионного насыщени стали 45 и 5ХНМ представлены в табл. В качестве компонентов для приготовления обмазки использовались технический карбид бора (ГОСТ 3647-71 и 5744-74). железная окалина - отходы кузнечно-термического производства, натрий фтористый марки Ч (ГОСТ 4463-66), карбид вольфрама порошкообразный. Из известного состава (30%NQjWO + 70%Ма В),) при насыщении в обмазках в обычной печной среде диффузионные слои на образцах из сталей 45 и 5ХНМ не образовывали.сь, а поверхность образцов окислялась. Износные испытания, проведенные при параметрах трения (скорость скольжения 0,42 м/сек, давление - 15О кг/см), обеспечивающих температуру в зоне трения 550С, показали, что износостойкость боровольфрамированньп образцов из стали 5ХНМ увеличивается в 16 раз в сравнении с закаленными и в 1,7 раза по сравнению с борированными (см. табл. 2). Использование состава для .диффузион- . ного боровольфрамирования из обмазок стальньпс изделий обеспечивает по сравнению с известными составами возможность проведения процесса в окислительной среде без защитной оснастки, увеличение на- сыщаюш ей способности состава, удешевление процесса, возможность получения диффузионного боровольфрамированного слоя на деталях сложной конфигурации, больших габаритов, повьииение износостойкости и качества поверхности диффузионного слоя, совмещение диффузионного упрочнения деталей машин и инструмента с и.х термической обработкой. Т и блица

ЗО

15

51

35

10

15

4О

165

145

13О

115 165

145

120

1О5

160 135

№№ Вид обработки

1,Борсвольфрамирование в предлагаемой обмазке состава, вес.%

2,Борирование в известной обмазке, вес.

3,Закалка с температуры 860 С Отпуск с температуры 560 С

Формула изобретения

Состав обназки для боровольфрамирования стальных деталей, включающий боро- и вольфрамсодержащие вещества, отличающийся тем, что он дополнительно содержит железную окалину и фтористый натрий, в качестве боросодержащего вещества используют карбид бора, а в качестве вольфрамсодер- жащего вещества - карбид вольфрама, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Та б л и ц п 2.

Износ, мг/см км

27

окалина)

45

420

4О-6О 10-15 4-1О 25-35

Источники информации, принятые во внимание при эксперти5п

2.Ля-хович Л. С. Многокомпонентные диффузионные покрытия. Минск, 1974, с. 183.