Состав для жидкостного борирования изделий из черных металлов и сплавов Советский патент 1982 года по МПК C23C9/10 

Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов и сплавов и может быть использовано в Мсшиностроительной, металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Известен состав для жидкостного борирования металлов, содержащий буру и карбид бора. Оптимальным является состав, вес.%: бура 70-60, карбид бора 30-40. Температура борирования ЭБО-ИОО С, время вьадержки 4-6 ч l .

Недостатками этого расплава является его большой унос с обрабатываегфми деталями из-за высокой вязкости, труднбсть отмывки расплава от изделий,, что затрудняет использование технологии в промышленном масштабе..Стоимость расплава, содержащего 40% карбида бора и 60% буры, составляет 3,84 руб. за 1 кг. Боридный слой состоит из двух фаз: FejB и FeB. Количество высокобористой фазы FeB в боридном покрытии при достигает 32%.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является состав для борирования, содержащий, вес.%: карбид бора 30-40, хлорисгый натрий 10-15, бура - остальное. Температура борирования , время выдержки 5-6 ч 2 .

Недостатками известного состава является .большая стоимость (1 кг расплава, содержащего 30% карбида бора, 10% хлористого натрия, 60% буры, стоит 2,57 руб.), относительно большое содержание высокобористой

10 фазы FeB в диффузионном боридном покрытии (на Аркмо-желёзе при за 5 ч содержание FeB составляет 30-35%), что приводит к большой хрупкости боридного слоя, и опас15ность и трудность работы с бурой, в состав которой входит 10 молекул воды ( -lOHjO).. Требуется дополнительная операция сушки буры. В случае, когда в буре

20 осталась влага, возможно вспенивание расплава и его выброс.

Цель изобретения --снижение хрупкости покрытия за счет уменьшения содержания фазы FeB, сни25жение стоимости расплава, улучшение условий труда и техники безопасности.

Поставленная цель достигается тем; что состав ..содержащий карбид

30 бора и галогениды натрия дополнительно содержит октоборат натрия при следующем соотношении компонентов, вес.%: Карбид бора 2-10 Октоборат натрия 60-85 Галогениды натрия.5-38 Кроме того, в качестве галогенидов натрия используют фторид натрия, хлорид натрия и смесь фтори да и хлорида натрия в соотношении 1:3-6. Борирование ведут в расплаве сле дующего состава, вес.%: октоборат натрия (Na BgOj ) 60-85, порошок карбида бора 2-10, хлорид или фтоРИД натрия или их смесь - остальное Температура борирования 850 950с, время обработки 1-5 ч„ Борирование проводят в металлическом стакане на открытом воздухе. Пример. В металлический тигель загружают, вес.%: октоборат натрия 75, хлорид натрия 15, фторид натрия 5, карбид бора 5. При вы держке, образцов из СТ.Х12М при 950° получают бориднЕлй слой за 1 ч толщиной 30 мкм за 5 ч - 80 .мкм. Фаза FeB в боридном слое составляет 20 мкм. На Аркмо-железе в дани ом расплаве за 5 ч при 850°С получены слои толщиной 100 мкм, при 160 мкм. Пример2. В расплаве, содержащем, вес.%г октоборат натрия 78, хлорид натрия 15, фторид натри 5, карбид бора 2, при 900®С за 5 ч на Аркмо-железе получен боридньой слой толщиной 150 мкм. Пример 3. В расплаве, содержащем, вес.%: октоборат натрия 85, фторид натрия 5, карбид бора 1 за 5 ч при на Аркмо-железе получен боридный слой толщиной 160 мкм. П р и м е р 4. В расплаве, содержащем, вес.%: октоборат натрия 80, хлорид натрия 15, карбид бора при за 5 ч на Ст. 5ХНМ.получен боридный слой толщиной 30 мкм, на Ст. У8-60 мкм. Пример5. В расплаве, соде жащем, вес.%: октоборат натрия 60, хлорид натрия 30, фторид натрия 5, карбид бора 5, при за 5 ч на Аркмо-железе получен боридный слой толщиной 100 мкм. Примере. В расплаве, содержащем, вес.%: октоборат натрия. 6 хлорид натрия 38, карбид бора 10, при 500°С за 3 ч на Ст. У8 получен боридный слой толщиной 30 мкм. Пример. В расплаве, содержащем, вес.%: октоборат натрия 85, хлорид натрия 5, карбид бора 10, при за 3 ч на Ст. У8 получек боридный слой толщиной 55 мк Пример 8. В расплаве, сот ержащем, вес.%: октоборат натрия 60, хлорид натрия 33, фторид натрия 5, порошок карбида бора 2, при 850с за 3 ч на Ст. 3 получен боридный слой толщиной 60 мкм. Гаким образом, использование предагаемого расплава удешевляет процесс борирования, снижает хрупкость покрытия, улучшает условия труда и техники безопасности. Предлагаемый расплав дешевле известного Е 1,5-2,4 раза. Предлагаемый расплав улучшает качество покрытия. Содержание в боридномпокрытии высокобористой фазы FeB составляет 20-24%, т.е. на 10% меньше, чем в известном, вследствие чего уменьшается хрупкость диффузионного слоя на 10%. Кроме того, расплав обеспечивает улучшение условий труда; Октоборат натрия в отличие от буры не имеет в своем составе влаги, поэтому нет опасности вспенивания и выброса расплава при загрузке и работе с ним, что приводит- к улучшению безопасности. Отпадает и дополнительная операция сушки солей. Использование в качестве галогенида хлорида или фторида натрия или их смесей ускоряет процесс борирования и улучшает качество покрытия. Формула изобретения 1. Состав для жидкостного борирования изделий из черных металлов и .сплавов, содержащий карбид бора и галогениды натрия, отличающ, и и с я тем, что, с целью снижения хрупкости покрытия за счет уменьшения содержания фазы FeB, удешевления процесса борирования, улучшения условий .труда и техники безопасности, он дополнительно содержит октоборат натрия при следующем соотношении компонентов , вес.%: Карбид бора 2-10 Октоборат натрия 60-85 Галогениды натрия - 5-38 2. Состав по п.1, от л ,и ч а ющ и и с я тем, что в качестве га.логенидов натрия используют фторид натрия. 3. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве гЪлогенидов натрия используют хлорид натрия. .4. Состав по п.1, о т л и ч а ющ и и с я IeM, что в качестве га59530026

логенидов натрия используют смесь 1. Ворошнин Л.Г. и Ляхович Л.С. фторида и хлорида натрия в соотноше- Борирование сталей М., IМеталлурнии 1:3-6.гия, 1978, с. 52-56.

Источники информации, обработка металлов, 1969, 5, принятые во внимание при экспертизе 5 с. 74-78.

.2. Металловедение и термическая