(54)СОСТАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Изобретение относится к химикоотермической обработке металлов и сплавов, в частности к процессу диффузионного борирования с использованием аморфного бора.
Известны составы fl 1для борирования на основе аморфного бора,содержащие вес.%:
Хлористый аммоний 3 Вор аморфный ,97
и
Бор аморфный75-95
Магний фтористый 5-25 Борирование в данных составах производится в порошковой засыпке, с тщательной герметизацией контейнера при 70р-1 00°С.
Недостатком этих составов является пористость и неравномерность по толщине получаемых диффузионных слоев.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является состав, содержащий аморфный бор и окись алюминия в соотношении 1:3-Борирование
из этого состава производится в среде водорода при 950-1050с. Диффузионные слои получаются сплошными и равномерными по толщине L2 J-.
Недостатком этого состава является низкая скорость насыщения.
Цель изобретения - ускорение.процесса насыщения и повышение износостойкости поверхности.
Поставленная цель достигается тем,
10 что в состав для борирования металлов и сплавов, включающий бор аморфный, вводится треххлористое железо при следующем соотношении компонентов вес.%:
15
Треххлористое железо 5-15
Бор аморфныйОстальное
Обработку ведут в атмосфере водорода.
Треххлористое железо при нагреве
20 до температуры борирования (850-1050 cj восстанавливается водородом с образованием хлористого водорода и двуххлористого железа.
Присутствие хлористого водорода интенсифицирует диффузионное насыщение. Двуххлористое железо, имеющее высокую температуру кипения (1070 с), конденсируется на насыщамой поверхности в виде жидкой пленки (т.пл, 670с) . Это обеспечивает образование сплошного равномерного по толщине бор идного слоя.
Превышение указанной концентрации обеспечивает получение качественных диффузионных слоев.Содержание трихлорида железа менее 5% снижает скорость насьпцения.
Для приготовления качественной однородной смеси перемешивание компонентов производится в виде пасты на основе дистиллированной воды или этилового спирта. Затем смесь сушит при 60-80 С и измельчается. Возможно также нанесение смеси на обрабатываемую деталь окунанием в пасту и последующей сушкой.
Пример. Подвергают борированию образцы из стали А5 в водороде.
Составы с содержанием треххлористого железа 5, 10, и 15%(остальное бор аморфный), готовят перемешиванием в виде пасты на основе дистиллированной воды,
Борирование проводят, как из засыпки высушенных при и -измельченных смесей, так и из покрытия, нанесенного на образцы слоем 0,1-0,3 мм окунанием в пасту.
Температура борирования 950°С, время выдержки 4 ч. Для сравнения проводят борирование в засыпке известного состава.
Результаты борирования образцов из стали 45 в предлагаемом и известном составе в атмосфере водород-а представлены в табл.1.
Таблица 1
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Состав для борирования стальныхиздЕлий | 1979 |
|
SU850733A1 |
| Способ местного борирования стальных деталей и состав для его осуществления | 1982 |
|
SU1116095A1 |
| Способ местного борирования стальныхдЕТАлЕй и COCTAB для ЕгО ОСущЕСТВлЕНия | 1979 |
|
SU836202A1 |
| Способ комплексного диффузионного насыщения стальных изделий | 1981 |
|
SU973667A1 |
| Состав пасты для борирования стальных изделий | 1988 |
|
SU1574681A1 |
| Состав для борирования стальных изделий | 1981 |
|
SU953001A1 |
| Состав для борирования стальных изделий | 1981 |
|
SU1008276A1 |
| Способ упрочнения деталей из инструментальных и конструкционных сталей в борированной среде | 2020 |
|
RU2748572C1 |
| СПОСОБ И СОСТАВ ДЛЯ БОРОХРОМИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ | 1996 |
|
RU2157859C2 |
| Спо об газового борирования изделий | 1978 |
|
SU685719A1 |
Предлагаемые Бор аморфный + FeCl,j
Бор аморфный +
FeC 1 3
Бор аморфньш +
FeClg Известный
Бор аморфный + в соотношении
Скорость насьш1ения в предлагаемом составе в 1,5-2 раза выше при высокой сплошности и равномерности диффузионного слоя. Структура слоя имеет характерное игольчатое строение. Микротвердость слоя 1500 1600 кгс/г«.
135-140
100-110
140-145
110-120
140-145
110-120
85-95
60-65
Испытания на износ показали, что высокое качество.диффузионного слоя, полученного в предлагаемом составе, определяет его повьш1енную работоспособность.
Результаты испытаний представлены в табл.2.
Состав для борирования и режим насьпцения
Предлагаемый Бор аморфный 10% РеСЦ
, 4 ч ,4 ч
Известный
Бор аморфный + А Од, 1;3 Таким образом, обработка в предл гаемом составе позволяет увеличить износостойкость в 2 раза. Формула изобретения Состав для борирования стальных изделий в атмосфере водорода, включ щий бор аморфный, о т л и ч а ю щ и с я тем, что, с целью ускорения пр цесса насыщения и повышения износостойкости поверхности, он допо тниТ а 6 л и ц а 2
Износ, мг/ч при скорости 2 скольжения ЗО м/мин и нагрузке кгс/см
5,6
9,1 4.7
7,2 тельно содержит треххлористое железо при - следующем соотношении компонентов, вес,%: Треххлористое железо 5-15 Бор аморфныйОстальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 392161, кл. С 23 С 9/02, 1970. 2,Горбунов Н. С, Диффузионные покрытия на железе и стали. М., изд-во АН СССР, 1962, с. 112.
