Состав для борирования стальных деталей Советский патент 1983 года по МПК C23C9/04 

1

Изобретение относится к металлургии, а именно ю химико-термической обработке, в частности к термодиффузионному борированию в обмазках, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения с целью повышения износостойкости поверхностных слоев.

Известен состав fl для борирова1 1Я, содержащий следующие компоненты, вес.%:

Карбид бора 45-60 Борный ангидрид 2-10 фтористый натрий 5-10 Железная окалина Процесс насыщения из данного состава и указанных составов отличается низкой технологичностью, так как компоненты, входящие а эти составы, требуют предварительного измельчения в вибро- или шаровых мельницах до размера фракций 0,050,1 мм.

Кроме того, при насыщении из этих составов образующиеся слои обладают недостаточной стойкостью при интенсивном абразивном воздействии. .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является состав zj, который содержит следующие кЬмпоненты, вес.

Карбид бораkQ-50

Борная кислота2-

Кремний5-11

Фтористый натрий3-6.

Железная окалина Остальное

При насыщений из данного состава образующийся боридный слой обладает высокой износостойкостью и пониженной хрупкостью.

Борирование осуществляют методом обмазок в окислительной среде без защитной обмазки. Связующим служит гидролизованный этилсиликат.

Однако входящая в данный состав железная окалина требует предвари3тельного иэмельчения и просеивания до размера фракции ,1 мм. Так в процессе приготовления пасты данную смесь трудно усреднить в связи с различным весом 1|астичек железной окалины и остальных компонентов сме си, что затрудняет нанесение на насыщаемую поверхность однородного по составу аюя пасты. Использование в качестве связки гидролизованного этилсиликата, такж усложняет процесс приготовления пасты, так как процесс гидролизации этилсиликата характеризуется опреде ленной сложностью и длительностью. Срок хранения гидролизованного этил силиката, как правило, не превышает двух суток. Все это значительно снижает техн логичность приготовления и нанесени смеси на насыщаемую поверхность - т нологичность смеси. Кроме того недостатком данного состава является то, что после процесса химико-термической обработки на насыщаемой поверхности остается много участков с остатками приварив шейся смеси. Наличие таких участков приводит к увеличению трудоемкости по очистке деталей после насыщения и, как следствие, тормозит широкое внедрение данного состава в производстве. Целью изобретения является насыщение технологичности смеси и улучшение чистоты обрабатываемой поверх ности. Цель достигается тем, что в состав, содержащий карбид бора, борную кислоту, кремний, фтористый натрий, дополнительно вводят цирконовую пуд ру и тальк при следующем соотношений компонентов, вес. Карбид бора40-50 Борная кислота2-k Кремний5-11 фтористый натрий Цирконовая пудра 20-35 ТалькОстальное Предлагаемый состав позволяет проводить процесс термодиффузионноТ6 насыщения в обычной окислительной атмосфере без защитной обмазки при длительных выдержках. Бсрирование осуществляется методом обмазок. Входящие в состав цирконовая пуд ра (96-98) ZrOo и тальк - слоистый силикат Mq Г )04i устойчивы при высоких температурах, что позволяет сохранить целостность пасты при насыщении и предохраняет насыщаемую поверхность от контакта с кисло родом воздуха. Кроме того, они значительно уменьшают жидкотекучесть пасты при температурах насыщения, что позволяет борировать детали сложной конфигурации. Цирконовая пудра и тальк обладают высокими антипр1 гарными свойствами, что фактически устраняет приваривание шихты к поверхности после насыщения. При борироваиии из предложенного состава тальк вместе с водным раствором силикатного клея служит в качестве связующего. Водный раствор силикатного клея концентрацией 5-50 вводят из расчета 100-300% по отношению к весу сухих составляющих пасты. Это устраняет сложный процесс гидролизации : тилсиликата. Кроме того, Цирконовая пудра и тальк имеют размер фракции 0,02-0,0 мм, что исключает предварительную подготовку смеси перед приготовлением обмазки. Пример . Термодиффузионное борирование проводят на образцах из стали 5ХНМ., Обмазку толщиной -6 мм на образцы наносят методом окунания. Образцы с нанесенным слоем пасты сушат при 100-150 С в течение мин. После сушки образцы помещают в электропечь, нагретую до , и аыдер : живают k-6 ч. Закалку производят с температуры диффузионного насыщения., Ниже представлены примеры диффузионного насыщения образцов из стали 5ХНМ. Испытание на износ образцов из стали 5ХНМ проводят при следующих параметрах трения: скорость скольжения, OjtZ м/с, давление 150 кг/см , температура в зоне трения . Данные испытания на износостойкость приведены в табл. 2. Как видно из табл. 2, предложенный состав для термоборирования обеспечивает получение диффузионного слоя с высокой износостойкостью, не уступающей прототипу. Испытания по привариванию смеси на упрочняемую поверхность проводят на образцах .из стали 5ХНМ. Количественно приваривание смеси к насыщаемой поверхности оценивается визуально.

Насыщение осуществляется при 900 Ь ,и длительности k ч,

Данные испытания приведены в табл. 3.

Таким образом, предлагаемый сое- Т8В для термодиффузионного борирования обеспечивает получение диффузионного слоя с высокой износостойкостью, при этом характеризуется высокой технологичностью смеси и малой степенью приваривания ее к на сыщаемой поверхности,

ГГ а б л и li а 1

Т а б л и ц а 2

Износ,

Вид обработки м г/см км

Борирование из состаIBOB

Т а. 3

Площадь поверхнообработкисти, подверженная привариванию смеси, %