RU1773946C - Способ обработки диффузионных боридных покрытий на стальных детал х - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к поверхностному упрочнению деталей узлов трени  машин и механизмов. Сущность изобретени  состоит в том, что боридные покрыти  предварительно покрывают слоем обмазки, приготовленной из цапонлака и порошка хрома, вз тых при следующих соотношени х компонентов, мас.%: лак 15-30: порошок хрома 70-85, при этом толщина сло  обмазки соотноситс  с толщиной боридного покрыти  как 0,5:1-1:1. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к поверхностному упрочнению деталей узлов трени  машин и механизмов.

Известен способ обработки боридных покрытий лучом лазера, полученных на стальных детал х. Борирование проводилось на глубину 100-120 мкм. После нанесени  на боридное покрытие сло  графита толщиной 0,05 мм он оплавл лс  лучом лазера , и выполн л роль поглощающего вещества , целью получени  композиционной борсодержащей структуры (библиографическа  ссылка за вка на а.с. Ms 4757937/2 от 14.11.89 г).

Недостатком данного способа  вл етс  низка  износостойкость и коррозионна  стойкость в агрессивных средах.

Цель изобретени  - повышение износо- и коррозионностойкости боридных покрытий .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что боридные покрыти  предварительно покрывают слоем обмазки приготовленной из цапонлака и порошка хрома вз тых при следующих соотношени х компонентов, мас.%:

Лак 15-30%

Порошок хрома 70-85% при этом толщина сло  обмазки, соотноситс  с толщиной боридного покрыти  как 0,5:1-1:1.

Изобретение иллюстрируетс  следующими примерами и таблицей: 1. Было вз то 10 образцов из конструкционной стали 45 борироеанных в порошкообразных смес х состава: 77% В4С+20% AI203+3 % AIF, в течение 3 ч при температуре 950°С. В результате обработки на поверхности стали образовывалось боридное покрытие, состо щее из двух фаз: верхней фазы РеВ и низшей Fe2B. На борированную поверхность наносили обмазку из смеси цапонлака и порошка хрома, вз тых при соотношении компонентов , мас.%:лак 15: порошок хрома 85. Толщина сло  обмазки соотносились с бо- ридным покрытием как 0,5:1. Сушка обмазки проводилась на воздухе.

(Л

С

vi vi со ч -N о

Борированные образцы с нанесенной обмазкой обрабатывали С02-лазером по оптимальным режимам с плотностью энергии (q от 0,6 до 1,3 кВт/мм2 и (W) от 20 до 28 и количество воздействий (п) от 1 до 3, диаметр светового п тна от 1 до 3 мм и врем  воздействи  луча лазера 8 мкс.

Полученные композиционные борсо- держащие покрыти  с распределением хрома по глубине сло  поверхности от 8% до 1%.

Испытани  на износостойкость проводились на машине трени  СМЦ-2 по схеме линейный контакт. Услови  испытаний измен лись в широком диапазоне (Р) от 2 до 10 МПа, (У) от 0,5 до 1,5 м/с, (рН) от 1 до 13. В качестве агрессивных сред были вз ты 5%-ный р-р HCI, дистиллированна  вода, 5 %-ный р-р NaOH. Дл  определени  оптимальных условий работоспособности был выбран режим испытани  на износостойкость вписывающийс  в дробную реплику 2/6-3 с дублированием опытов в центре и крутым восхождением, что максимально дало возможность приблизить эксперимент к оптимальному режиму работы узла трени . Дл  уточнени  и развити  представлений о трибологических возможност х покрытий в ожидаемом оптимуме использовалс  рототабельный план второго пор дка, позвол ющий с доверительной точностью охарактеризовать поверхностные характеристики трени  данного покрыти  в агрессивчых средах. В центре оптимума производилась обширные исследовани  с большой повтор емостью опытов . Как первична  так и последующа  модели стро тс  по результатам эксперимента . Наибольшей износостойкостью обладали покрыти , образовавшиес  при оплавлении диффузионного боридного покрыти  на глубину залегани  боридных игл с внедрение хрома и переменным распределением по глубине, от 5-8% Сг у поверхности до 1-2% Сг на глубине 100 мкм. И состо щих из мелкодисперсных боридов, железа FeB и Fe2B, бороцементата и соединени  (Fe, Сг)2В. Наличие хрома в покрытии было обнаружено с помощью растрового электронного микроскопа CAMSKAN по системе LINK. Дл  получени  данных покрытий мощность лазерного облучени  составл ла 24,5-29 Дж, плотность энергии ,1 кВт/ммг, количество воздействий , диаметром светового п тна 1,5 мм и временем воздействи  луча 8 мкс. Наибольший эффект, по сравнением с прототипом, в кислой среде при .

Результат испытаний: Износ , мкм/км Коррозионна  стойкость (в статике) 1,7- 1,9 мм/год.

2. Вз ли 10 образцов из конструкционной стали 45 обработали по режиму указанному выше, откуда на полученное покрытие нанесли обмазку,имеющую состав,мае.%:

Лак 20 Порошок хрома 80

и нанесли на поверхность следующим соотношением с толщиной покрыти : 0,7:1. В результате испытани  на трение по указанной выше методике получены следующие данные:

Износ 1 22-24 мкм/км Коррозионна  стойкость (в статике) 2,1- 2,2 мм/год.

3. Как и в предыдущих опытах была вз - та Ст45 обработана и испытана по аналогии, за исключением состава лака и толщины нанесени :

Цапонлак 30% Порошок хрома 70%

соотношение нанесенных слоев как 1:1. Результат испытаний имел вид: Износ 28-30 мкм/км Коррозионна  стойкость (в статике) - 2,5-2,8 мм/год. Анализ таблицы.

В таблице представлены результаты испытаний на износостойкость и коррозионную стойкость покрытий легированных и без добавки хрома в коррозионной среде 5%-ного раствора сол ной кислоты в динамическом режиме и без трени .

Преимущества способа перед прототипом очевидны/гак как в поверхности имеетс  хром, активный пассиватор.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ обработки диффузионных боридных покрытий на стальных детал х, включающий предварительное нанесение обмазки и последующее оплавление боридного покрыти  лучом лазера на глубину залегани  боридных игл, отличающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкости и коррозионной стойкости в агрессив- ных средах, нанос т обмазку, приготовленную из цапонлака и порошка хрома, при следующем соотношении компонентов , мас.%:

   Цапонлак 15-30 Порошок хрома 70-85

   при этом толщина сло  обмазки 0,5-1.0 от толщины боридного покрыти .