RU2157859C2 - Способ и состав для борохромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое - Google Patents
Способ и состав для борохромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое Download PDFInfo
- Publication number
- RU2157859C2 RU2157859C2 RU96104172A RU96104172A RU2157859C2 RU 2157859 C2 RU2157859 C2 RU 2157859C2 RU 96104172 A RU96104172 A RU 96104172A RU 96104172 A RU96104172 A RU 96104172A RU 2157859 C2 RU2157859 C2 RU 2157859C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- corundum
- composition
- steel products
- ammonium chloride
- boron carbide
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химико-термической обработке. Способ борохромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое включает борирование в смеси, содержащей карбид бора и корунд, при 650 - 1000oC в течение 10 - 90 мин и хромирование в смеси, содержащей хром и корунд, при 900 - 950oC в течение 20 - 90 мин. Состав для борирования стальных изделий содержит следующие компоненты, мас. %: карбид бора 10 - 20, хлористый аммоний 0,01 - 0,1, тетрафторборат натрия 0,02 - 0,05, корунд - остальное. Состав для хромирования стальных изделий содержит, мас.%: хром 1 - 10, хлористый аммоний 0,01 - 0,1, корунд - остальное. Технический эффект заключается в получении диффузионных слоев хорошего качества с высокой микротвердостью и коррозионной стойкостью, а также в экономии компонентов насыщенной смеси и сокращении времени процесса. 3 с.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке (ХТО), и может быть применено в машиностроении для повышения долговечности машин и механизмов.
Борирование - один из перспективных методов повышения поверхностной твердости деталей, применяющийся как метод защиты поверхности изделий от износа. Однако высокая хрупкость боридных слоев не позволяет эффективно использовать борирование для деталей, подвергающихся в процессе эксплуатации ударным нагрузкам. Вторым недостатки операции борирования является значительная длительность процесса, достигающая 2-6 часов (1).
Борирование проводят различными способами в порошковых смесях, в расплавах солей и окислов, в газовых средах и из паст.
Для снижения хрупкости диффузионных слоев применяется дополнительное легирование боридных слоев другими элементами. Известны аналоги заявляемого изобретения, позволяющие получать многокомпонентные диффузионные покрытия. Насыщение проводят из комплексных смесей, содержащих легирующие элементы (2-4). Расход таких смесей, как правило, значителен, процесс обработки длителен. От этих недостатков свободен способ диффузионного насыщения, осуществляемый в псевдоожиженном слое.
Ближайшим аналогом к заявленному способу является способ борохромирования изделий из стали (5). Способ борохромирования стальных изделий включает борирование в смеси карбида бора и буры при 850-950oC и хромирование при 950-1050oC. Процесс насыщения осуществляли из порошковой смеси.
Наиболее близким аналогом состава для борирования является состав для борирования, содержащий следующие компоненты, мас.%: карбид бора - 84, бура - 16, хлорид натрия - 4, хлористый аммоний - 3, причем сумма вышеперечисленных компонентов составляет 50% от общего состава смеси, и корунд - 50 /6/.
Наиболее близким к заявленному составу для хромирования является порошкообразный состав, содержащий следующие компоненты, %: хром - 25, хлористый аммоний - 5, корунд - 70 /7/.
Способ обеспечивает насыщение поверхности стали бором и хромом, однако непригоден для стадийного борохромирования в условиях псевдоожиженного слоя.
Техническим результатом изобретения является комплексное насыщение стали бором и хромом при снижении расхода исходных реагентов.
Технический результат достигается тем, что способ борохромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое включает проведение борирования в смеси, содержащей карбид бора и корунд при 650-1000oC в течение 10-90 минут, и хромирование в смеси, содержащей хром и корунд при 900-950oC в течение 20-90 минут.
Применение раздельного борирования и хромирования позволяет менять отработанную насыщающую смесь, содержащую карбид бора, не меняя при этом хромсодержащую смесь, что приводит к экономии компонентов насыщающей смеси.
Заявленный состав для борирования стальных изделий содержит следующие компоненты, мас.%:
Карбид бора - 10-20
Хлористый аммоний - 0,01-0,1
Тетрафторборат натрия - 0,02-0,05
Корунд - Остальное
Отличие заявленного состава для борирования стальных изделий от наиболее близкого аналога в том, что состав дополнительно содержит тетрафторборат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбид бора 10-20, хлористый аммоний 0,01-0,1, тетрафторборат натрия 0,02-0,05, корунд - остальное.
Карбид бора - 10-20
Хлористый аммоний - 0,01-0,1
Тетрафторборат натрия - 0,02-0,05
Корунд - Остальное
Отличие заявленного состава для борирования стальных изделий от наиболее близкого аналога в том, что состав дополнительно содержит тетрафторборат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбид бора 10-20, хлористый аммоний 0,01-0,1, тетрафторборат натрия 0,02-0,05, корунд - остальное.
Карбид бора вводится в состав насыщающей смеси с целью получения слоя с содержанием боридов железа. Введение в состав насыщающей смеси карбида бора менее 10 мас.% приводит к нестабильности протекания процесса насыщения бором и снижению поверхностной твердости. Увеличение его свыше 20% нецелесообразно в целях экономии материала.
Хлористый аммоний вводится с целью активизации процесса борирования и позволяет проводить процесс в псевдоожиженном слое без спекания смеси, так как температура разложения хлористого аммония 350oC.
Тетрафторборат натрия вводится как активатор, который способствует освобождению бора.
Состав для хромирования стальных изделий содержит следующие компоненты, мас.%:
Хром - 1-10
Хлористый аммоний - 0,01-0,1
Корунд - Остальное
Отличие заявленного состава от наиболее близкого аналога в том, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: хром 1-10, хлористый аммоний 0,01-0,1, корунд - остальное.
Хром - 1-10
Хлористый аммоний - 0,01-0,1
Корунд - Остальное
Отличие заявленного состава от наиболее близкого аналога в том, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: хром 1-10, хлористый аммоний 0,01-0,1, корунд - остальное.
Уменьшение содержания хрома менее 1,0 мас.% приводит к нестабильности переноса атомов хрома к поверхности. Увеличение его свыше 10 мас.% нецелесообразно в целях экономии материала. А так как перенос активного хрома происходит через хлорид хрома, то для его образования требуется хлористый аммоний в количестве не менее 0,01 мас.%, увеличение содержания хлористого аммония свыше 0,1 мас.% нецелесообразно в целях экономии материала.
Корунд вводится для создания псевдоожиженного слоя.
Заявленное изобретение иллюстрируется следующими примерами выполнения.
Борирование в указанной смеси проводили в опытной установке при температуре 850-1000oC, времени выдержки от 10 до 90 минут, а последующее хромирование - при температуре 900-950oC с выдержкой от 20 до 90 минут. Результаты экспериментов представлены в таблице.
В результате раздельного последовательного борохромирования на поверхности диффузионного слоя образуется тонкая пленка, обогащенная металлическим хромом. Эта пленка защищает боридное покрытие от трещинообразования и тем самым способствует увеличению износостойкости покрытия. Такое расположение слоев значительно повышает и коррозионную стойкость изделий, и улучшает качество поверхности.
Применение псевдоожиженного виброкипящего слоя позволяет существенно сократить время процесса, а использование для ожижения вибрации удобно в технологическом плане.
Пример. Образцы из стали 55Х14МФ диаметром 8 мм и длиной 50 мм подвергались раздельному последовательному борохромированию в псевдоожиженном виброкипящем слое с целью определения твердости и износостойкости диффузионного слоя и насыщающей способности смеси. Результаты металлографических исследований приведены в таблице.
Из приведенных данных следует, что борохромирование в виброкипящем слое позволяет получить диффузные слои толщиной более 50 мкм хорошего качества, микротвердость которых соответствует 14800 МПа - 18000 МПа за время насыщения 1 час.
Источники информации:
1. Лахтин Ю.М. и др. Химико-термическая обработка металлов. Москва, Металлургия, 1985.
1. Лахтин Ю.М. и др. Химико-термическая обработка металлов. Москва, Металлургия, 1985.
2. SU 933798 A (Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт), 07.06.82, C 23 C 12/02.
3. SU 749933 А (Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт), 28.07.80, C 23 C 12/02.
4. SU 933801 A (Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В.В.Куйбышева), 07.06.82, C 23 C 8/70.
5. Земсков Г.В. и др. Борохромирование и боротитанирование легированных сталей. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Минск, Тезисы докладов III Всесоюз.науч.конференции по химико-термической обработке металлов и сплавов. 1977, с.155.
6. Глухов В. П. Боридные покрытия на железе и сталях. Киев, Наукова Думка, 1970, с. 44.
7. Балов В.П. Влияние диффузионного поверхностного упрочнения на механические свойства стальных отливок. Совершенствование технологических процессов и оборудования в литейном производстве. Сб. науч. трудов. Под ред. Евстигнеева А.И. и др., Хабаровск, Хабаровский политехнический институт, 1989, с. 35.
Claims (2)
1. Способ борохромирования стальных изделий, включающий борирование в смеси, содержащей карбид бора, и последующее хромирование, отличающийся тем, что борохромирование проводят в псевдоожиженном слое, причем борирование проводят при 650 - 1000oС в течение 10 - 90 мин, в смеси, дополнительно содержащей корунд, а хромирование - при 900 - 950oС в течение 20 - 90 минут в смеси, содержащей хром и корунд.
2. Состав для борирования стальных изделий, содержащий карбид бора, хлористый аммоний и корунд, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тетрафторборат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбид бора - 10 - 20
Хлористый аммоний - 0,01 - 0,1
Тетрафторборат натрия - 0,02 - 0,05
Корунд - Остальное
3. Состав для хромирования стальных изделий, содержащий хром, хлористый аммоний и корунд, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Хром - 1 - 10
Хлористый аммоний - 0,01 - 0,1
Корунд - Остальное
Карбид бора - 10 - 20
Хлористый аммоний - 0,01 - 0,1
Тетрафторборат натрия - 0,02 - 0,05
Корунд - Остальное
3. Состав для хромирования стальных изделий, содержащий хром, хлористый аммоний и корунд, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Хром - 1 - 10
Хлористый аммоний - 0,01 - 0,1
Корунд - Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96104172A RU2157859C2 (ru) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | Способ и состав для борохромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96104172A RU2157859C2 (ru) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | Способ и состав для борохромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96104172A RU96104172A (ru) | 1998-05-27 |
RU2157859C2 true RU2157859C2 (ru) | 2000-10-20 |
Family
ID=20177642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96104172A RU2157859C2 (ru) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | Способ и состав для борохромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2157859C2 (ru) |
-
1996
- 1996-03-04 RU RU96104172A patent/RU2157859C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Земсков Г.В. и др. Борохромирование и боротитанирование легированных сталей. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Тезисы докладов III Всесоюзной научной конференции по химико-термической обработке металлов и сплавов. - Минск. Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт, 1977, с.155. Глухов В.П. Боридные покрытия на железе и сталях. - Киев: Наукова Думка, 1970, с.44. Балов В.П. Влияние диффузионного поверхностного упрочнения на механические свойства стальных отливок. Совершенствование технологических процессов и оборудования в литейном производстве: Сб.науч.трудов/Под ред.Евстигнеева А.И. и др. - Хабаровск: Хабаровский политехнический институт, 1989, с.105. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4537793A (en) | Method for generating hard, wear-proof surface layers on a metallic material | |
JPS5940904B2 (ja) | 耐酸化性、耐食性の超合金被覆の改良方法 | |
EP2966191A1 (en) | Powder mixture composition for thermodiffusion galvanization of articles made from aluminium alloys, and method for thermodiffusion galvanization of articles made from aluminium alloys | |
US3837901A (en) | Diffusion-coating of nickel-base superalloy articles | |
RU2157859C2 (ru) | Способ и состав для борохромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
US2788302A (en) | Nitriding stopoff | |
US3892597A (en) | Method of nitriding | |
JPH0649924B2 (ja) | チタン及びチタン合金からなる部材に窒化物層を施す方法 | |
US1921367A (en) | Process of carburizing iron or steel | |
RU2004619C1 (ru) | Способ боромеднени стальных изделий в виброкип щем слое | |
RU2190689C1 (ru) | Способ боросилицирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
US2637667A (en) | Process for preparing steels and alloys for rolling | |
JP2000282217A (ja) | 鋼表面へのアルミニウム拡散方法 | |
Maksimovich et al. | Structure formation in nitrided layers of titanium alloys | |
RU2190688C1 (ru) | Способ бороникелирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
SU1527319A1 (ru) | Способ химико-термической обработки борированных изделий | |
RU2391440C2 (ru) | Способ боросилицирования стальных изделий | |
RU2220225C1 (ru) | Способ борохромирования стальных изделий | |
GB2055404A (en) | Gas nitriding steel | |
RU2230826C1 (ru) | Способ борохромирования стальных изделий | |
SU1601195A1 (ru) | Состав дл борировани стальных изделий | |
KR940003096B1 (ko) | 금속표면의 탄화물 형성 처리제 및 표면 경화처리방법 | |
SU668975A1 (ru) | Состав дл борировани стальных деталей | |
RU2005814C1 (ru) | Способ диффузионного меднения изделий из сплавов на основе железа в виброкипящем слое | |
SU1726556A1 (ru) | Состав дл борохромировани стальных изделий |