RU2004619C1 - Способ боромеднени стальных изделий в виброкип щем слое - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : стальные издели  нагревают в насыщающий смеси до температуры 400 - 450° С, выдерживают 10-20 мин, затем провод т насыщение при температуре 600 - 950° С в среде, содержащей следующие компоненты, мас.%: карбид бора 5 - 35; закись меди 0,05 - 025; хлористый аммоний 0.05 - 025; корунд 64.5 - 94,9. 2 таба

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к хммикд-термической обработке , и может быть использовано в любой отрасли машиностроени  дл  повышени  износостойкости изделий из сплавов на основе железа.

Известен способ диффузионного бори- ровани , включающий нагрев, выдержку и охлаждение контейнеров с обрабатываемыми детал ми и борирующей смесью с карбидом бора.

Известен состав дл  боромеднени , в котором содержатс  следующие компоненты , мас.%:

Карбид бора45-65

Окись меди25-45

Фтористый натрий -10.

Боромеднение провод т в контейнерах с обрабатываемыми детал ми и боромеднен- ной смесью.

Целью изобретени   вл етс  получение боромедненных слоев путем боромеднени  в виброкип щем слое, повышение насыпающей способности состава дл  боромеднени , улучшение качества боромедненной поверхности стальных изделий.

Поставленна  цель достигаетс  способом боромеднени  стальных изделий в виброкип щем слое, включающим нагрев, процесс насыщени  и охлаждение, а при нагреве изделий в насыщающей смеси при температуре 400-450°С производ т выдержку 10-20 мин, процесс насыщени  провод т npi/s температуре 600-950°С в составе нэсыщающей смеем, компоненты которого аз ты при следующем соотношении, мас.%:

Карбид бора5-35

Закись меди0,05-0,25

Хлористый аммоний 0,05-0,25

КорундОстальное.

Выдержка при температуре 400-450°С производитс  с целью получени  тонкого сло  меди на поверхности стальных изделий , котора  при дальнейшем нагревании до температур насыщени  диффундирует совместно с бором в поверхность стального издели , образу  качественную ровную поверхность боромедненных слоев.

При температуре выдержки ниже 400°С снижаетс  стабильность протекани  процесса адсорбции атомов меди на стальной поверхности. Медненный слой получаетс  некачественным.

Прь температуре выдержки выше 450°С ухудшаетс  качество медненной поверхности стальных изделий за счет образовани  пористого сло  меди на поверхности.

Выдержка 10-20 мин в интервале температур 400-450°С позвол ет полностью восстановить закись меди и получить качественный медненный слой на стальной поверхности .

При выдержке менее 10 мин происходит частичное восстановление закиси меди и

при дальнейшем нагреве насыщающей смеси до температур насыщени  происходит восстановление оставшейс  закиси меди с образованием на поверхности изделий пористого сло  меди.

Выдержка более 20 мин нецелесообразна , так как за врем  выдержки 10-20 мин закись меди восстанавливаетс  полностью. Процесс насыщени  провод т при температуре 600-950°С. При этих температурах

5 создаютс  услови  дл  более благопри тного протекани  процессов адсорбции и диффузии атомов меди и бора в стальную поверхность.

При температуре насыщени  ниже

0 600°С отсутствуют процессы диффузии атомов меди и бора в. стальную поверхность и поэтому при этих температурах образование боромедненных слоев невозможно. Нагрев изделий до температур выше

5 950°С дл  процессов насыщени  нецелесообразен , так как при этих температурах ухудшаютс  технические свойства диффузионного сло , а также ухудшаетс  качество боромедненной поверхности стальных из0 делий за счет возникновени  больших термических деформаций.

Карбид бора вводитс  в состав компонентов с целью получени  сло  с содержанием борида железа.

5 Присутствие в составе компонентов за- киси меди позвол ет получать активные атомы меди за счет химических реакций между компонентами смеси. При этом создаютс  услови  дл  более благопри тного протекэ0 им  процессов насыщени  медью и бором стальной поверхности.

Хлористый аммоний вводитс  как активирующа  добавка, позвол юща  проводить процесс боромеднени  стальных

5 изделий в виброкип щем слое без спекани  насыщающей смеси.

Введение в состав насыщающей смеси карбида бора менее 5 мас.% приводит к нестабильности протекани  процесса насы0 щени  поверхности бором и к снижению поверхностной твердости. Увеличение содержани  карбида бора более 35 мас.% нецелесообразно в цел х экономии материала.

5 Уменьшение содержани  закиси меди (менее 0,05 мас.%) в насыщающей смеси, снижает стабильность протекани  процессов адсорбции и диффузии атомов меди в стальную поверхность. Увеличение содер- жани  закиси меди (более 0,25 мас.%) снижает поверхностную твердость и ухудшает качество боромедненной поверхности,

Уменьшение содержани  хлористого аммони  (менее 0,05 мас.%) приводит к нестабильности протекани  процесса восстановлени  закиси меди, а также к нестабильности протекани  процессов переноса бора и меди к насыщаемой поверхности и диффузии в нее. Увеличение его свыше 0,25 мас.% нецелесообразно в цел х экономии материала.

Корунд вводитс  дл  создани  системы, в котором путем наложени  вибрации создаетс  интенсивное перемешивание частиц .

Диффузионное боромеднение провод т в течение 1-2 ч.

Дл  приготовлени  смесей используют компоненты с размером фракции 0,10-0,15 мм.

В табл. 1 представлены исследуемые составы дл  боромедненм  и свойства диффу0

5

0

зионных слоев, полученных предлагаемым способом.

Пример. Образцы из стали 45 диаметром 5 мм и длиной 50 мм подвергали химико-термической обработке известным и предлагаемым способом в соответствующих составах при сопоставительных режимах с целью определени  насыщающей способности смеси,определени  твердости диффузионных слоев и их качества.

Результаты металлографических исследований приведены в табл. 2.

Из приведённых данных следует, что химико-термическа  обработка стальных изделий предлагаемым способом по сравнению с известным способом улучшает качество обработанной поверхности стальных изделий, увеличивает поверхностную твердость изделий в 1,4 раза, сокращает врем  обработки в 2-4 раза.

(56) Авторское свидетельство СССР № 901348, кл. С 23 С 8/70, 1982

Таблица

Таблица2

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   СПОСОБ БОРОМЕДНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ВИБРОКИПЯЩЕМ СЛОЕ, включающий насыщение в среде, содержащей карбид бора и активатор, отличающийс  тем, что предварительно провод т нагрев изделий в насыщающей смеси до 400 - 450 С с выдержкой 10-20

   Продолжение табл. 2

   мин, а насыщение провод т при 600 - 950 С в среде, дополнительно содержащей закись меди и корунд, а в качестве активатора - хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.%: Карбид бора5-35

   Закись медиQ.05 - 0,25

   Хлористый аммоний0 05 - 0 25

   Корунд64i5. 94 9