RU2220225C1 - Способ борохромирования стальных изделий - Google Patents
Способ борохромирования стальных изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2220225C1 RU2220225C1 RU2002130126A RU2002130126A RU2220225C1 RU 2220225 C1 RU2220225 C1 RU 2220225C1 RU 2002130126 A RU2002130126 A RU 2002130126A RU 2002130126 A RU2002130126 A RU 2002130126A RU 2220225 C1 RU2220225 C1 RU 2220225C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carried out
- chromium
- saturation
- mixture
- heating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может найти широкое применение в машиностроении с целью повышения долговечности деталей машин. Борохромирование проводят в псевдоожиженном слое порошкообразной смеси. Смесь содержит (мас.%): карбид бора - 1-30,0; хлорид хрома CrCl2 - 0,5-10,0; фтористый алюминий - 0,1-2,0; хлорид меди CuCl2 - 0,1-3,0; корунд - 55-98,3. Нагрев и насыщение осуществляют в среде аммиака. При 300-500oС осуществляют выдержку в течение 3-15 мин. Насыщение ведут при температуре 600-1200oС. Способ позволяет улучшить качество обработанной поверхности. Сокращается время обработки в насыщающей смеси. 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может найти широкое применение в машиностроении для повышения долговечности деталей машин и механизмов.
Известен способ борохромирования стальных изделий, включающий нагрев и насыщение изделий в порошковой среде, содержащей следующие компоненты, мас. %: хром 1,4-3,0, бура 1,5-6,0, карбид бора остальное (см. авт. св. СССР 765398, С 23 С 9/04, 1980).
Недостатком известного способа является низкая скорость насыщения и плохое качество поверхности стальных изделий за счет затруднения доступа газовой фазы непосредственно к поверхности металла.
Наиболее близким аналогом к заявленному объекту является способ борохромирования стальных изделий, включающий нагрев и насыщение изделий в порошковой среде, содержащей следующие компоненты, мас.%: окись хрома 5,6-8,2, окись бора 19,5-21,9, алюминий 21,5-23,5, окись алюминия 47-49, фтористый натрий 0,5-1,5, сера 0,5-1,5. При этом борохромирование ведут при температуре 800-1000oС в течение 2-8 ч (см. авт. св. СССР 865968, С 23 С 9/04, 1981).
Недостатком известного способа является плохое качество поверхности и низкая скорость насыщения изделий за счет образования окисной пленки на поверхности стальных изделий, затрудняющей доступ газовой фазы непосредственно к поверхности металла.
В основу изобретения поставлена задача повышения качества поверхности стальных изделий при одновременной интенсификации процесса борохромирования.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе борохромирования стальных изделий, включающем нагрев, насыщение в порошкообразной смеси, содержащей карбид бора, хромсодержащее вещество, активатор и корунд, и последующее охлаждение, согласно изобретению борохромирование проводят в псевдоожиженном слое порошкообразной смеси, дополнительно содержащей хлорид меди CuCl2, в качестве хромсодержащего вещества - хлорид хрома CrCl2, в качестве активатора - фтористый алюминий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбид бора - 1-30,0
Хлорид меди CuCl2 - 0,1-3,0
Хлорид хрома CrCl2 - 0,5-10,0
Фтористый алюминий - 0,1-2,0
Корунд - 55-98,3,
нагрев и насыщение осуществляют в среде аммиака, причем в процессе нагрева при температуре 300-500oС осуществляют выдержку в течение 3-15 мин, а насыщение ведут при температуре 600-1200oС.
Карбид бора - 1-30,0
Хлорид меди CuCl2 - 0,1-3,0
Хлорид хрома CrCl2 - 0,5-10,0
Фтористый алюминий - 0,1-2,0
Корунд - 55-98,3,
нагрев и насыщение осуществляют в среде аммиака, причем в процессе нагрева при температуре 300-500oС осуществляют выдержку в течение 3-15 мин, а насыщение ведут при температуре 600-1200oС.
Способ борохромирования стальных изделий осуществляют следующим образом. Предварительно готовят порошкообразную смесь для борохромирования путем смешивания следующих компонентов, мас. %: карбида бора 1-30, хлорида хрома 0,5-10, хлорида меди 0,1-3, фтористого алюминия 0,1-2 и корунда 55-98,3. В реторту с указанной порошкообразной смесью загружают стальные изделия. Из реторты откачивают воздух, закачивают аммиак. Создают псевдоожижение рабочей смеси и осуществляют нагрев изделий, одновременно с нагревом насыщающей порошкообразной смеси. В процессе нагрева при температуре порошкообразной смеси 300-500oС осуществляют выдержку стальных изделий в течение 3-15 мин. Затем температуру повышают до 600-1200oС и осуществляют насыщение стальных изделий, после чего их охлаждают.
Карбид бора вводят в состав насыщающей смеси с целью получения слоя с содержанием боридов железа.
Введение в состав насыщающей смеси карбида бора менее 1 мас.% приводит к нестабильности протекания процесса насыщения стальной поверхности бором, что снижает скорость насыщения. Увеличение его содержания более 30 мас.% приводит к спеканию насыщающей смеси и образованию пористого поверхностного слоя изделия.
Присутствие в составе компонентов хлорида меди двухвалентной CuCl2 позволяет получать активные атомы меди за счет химических реакций между компонентами смеси. Медь, растворенная в стальной поверхности, ускоряет протекание процессов насыщения бором и хромом стальной поверхности.
Уменьшение содержания хлорида меди менее 0,1 мас.% приводит к нестабильности процессов адсорбции атомов меди на стальной поверхности, тем самым снижает скорость формирования борохромированных слоев. Увеличение содержания хлорида меди более 3 мас.% приводит к ухудшению качества борохромированной поверхности в результате образования пористых поверхностных слоев.
Присутствие в составе насыщающей смеси хлорида хрома двухвалентного CrCl2 позволяет получать активные атомы хрома за счет его восстановления в присутствии фтористого алюминия и аммиака.
Уменьшение содержания хлорида хрома менее 0,5 мас.% снижает стабильность протекания процессов адсорбции и диффузии атомов хрома в стальную поверхность, тем самым снижает скорость формирования борохромированных слоев. Увеличение содержания хлорида хрома более 10 мас.% ухудшает качество борохромированной поверхности стальных изделий, образуя пористый слой хрома на поверхности.
Фтористый алюминий способствует активизации процесса борохромирования и позволяет проводить процесс насыщения в псевдоожиженном слое без спекания смеси. Образующийся в процессе диссоциации фтористого алюминия фтор способствует образованию активных атомов хрома, меди и бора.
Уменьшение содержания фтористого алюминия в смеси менее 0,1 мас.% приводит к нестабильности протекания процессов восстановления карбида бора, хлорида хрома и хлорида меди, а также адсорбции атомов этих элементов к стальной поверхности, что приводит к снижению скорости насыщения. Увеличение его свыше 2 мас.% нецелесообразно в целях экономии материала.
Корунд вводят в смесь с целью создания псевдоожиженного слоя.
Применение псевдоожиженного слоя позволяет сократить время насыщения и время нагрева насыщающей смеси, а также обеспечивает равномерный нагрев, обрабатываемых изделий. При борохромировании стальных изделий в псевдоожиженном слое частицы насыщающей смеси контактируют с поверхностью металла, в результате чего происходит очищение поверхности металла от пленки соединений В2О3 и BCl и тем самым облегчается доступ газовой фазы непосредственно к поверхности материала. Процессы борохромирования в псевдоожиженном слое протекают в основном за счет газофазного процесса, что обеспечивает высокую скорость насыщения.
Химические реакции между компонентами смеси и аммиаком создают условия для увеличения активности смеси и повышения качества борохромированной поверхности.
При температуре выдержки 300-500oС и времени выдержки 3-15 мин происходят процессы восстановления и адсорбции атомов меди на поверхности с образованием качественного покрытия. При температуре выдержки ниже 300oС снижается стабильность протекания процессов восстановления и адсорбции атомов меди на поверхности изделий, что приводит к снижению скорости насыщения. При температуре выдержки выше 500oС ухудшается качество поверхности стальных изделий за счет образования пористого медного слоя.
При выдержке меньше 3 мин хлорид меди восстанавливается не полностью, поэтому при дальнейшем нагреве до температур насыщения (600-1200oС) происходит восстановление оставшейся части хлорида меди и образование пористого слоя на поверхности изделий, что существенно снижает качество поверхности стальных изделий. При времени выдержки более 15 мин существенных изменений на стальной поверхности не происходит, поэтому такие выдержки нецелесообразны.
Насыщение при температурах борохромирования 600-1200oС позволяет получить на поверхности стальных изделий слои, состоящие из боридов железа и боридов хрома. При температуре борохромирования ниже 600oС образования боридов железа и боридов хрома не происходит, а нагрев изделий до температур выше 1200oС нецелесообразен вследствие образования пористого поверхностного слоя на изделии.
Для обоснования преимуществ заявляемого способа по сравнению со способом, взятым за прототип, были проведены лабораторные испытания.
Образцы стали 45 диаметром 5 мм и длиной 50 мм подвергали борохромированию известным способом и заявляемым способом в псевдоожиженном слое с целью определения качества поверхности и интенсивности насыщения. Составы насыщающей смеси, режимы проведения борохромирования и результаты металлографических исследований приведены в таблице.
Из приведенных данных следует, что заявляемый способ борохромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое по сравнению с прототипом позволяет повысить качество обработанной поверхности стальных изделий, сокращает в 2 раза время обработки их в насыщающей смеси.
Claims (1)
- Способ борохромирования стальных изделий, включающий нагрев, насыщение в порошкообразной смеси, содержащей карбид бора, хромсодержащее вещество, активатор и корунд, и последующее охлаждение, отличающийся тем, что борохромирование проводят в псевдоожиженном слое порошкообразной смеси, дополнительно содержащей хлорид меди CuCl2, в качестве хромсодержащего вещества - хлорид хрома CrCl2, в качестве активатора - фтористый алюминий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Карбид бора 1-30,0Хлорид меди CuCl2 0,1-3,0Хлорид хрома CrCl2 0,5-10,0Фтористый алюминий 0,1-2,0Корунд 55-98,3нагрев и насыщение осуществляют в среде аммиака, причем в процессе нагрева при температуре 300-500°С осуществляют выдержку в течение 3-15 мин, а насыщение ведут при температуре 600-1200°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002130126/02A RU2391439C2 (ru) | 2002-11-10 | 2002-11-10 | Способ борохромирования стальных изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002130126/02A RU2391439C2 (ru) | 2002-11-10 | 2002-11-10 | Способ борохромирования стальных изделий |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2220225C1 true RU2220225C1 (ru) | 2003-12-27 |
RU2002130126A RU2002130126A (ru) | 2004-05-10 |
RU2391439C2 RU2391439C2 (ru) | 2010-06-10 |
Family
ID=32067150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002130126/02A RU2391439C2 (ru) | 2002-11-10 | 2002-11-10 | Способ борохромирования стальных изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2391439C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100396811C (zh) * | 2005-08-05 | 2008-06-25 | 周华荣 | 循环流化床锅炉用高强耐磨电弧喷涂丝材 |
-
2002
- 2002-11-10 RU RU2002130126/02A patent/RU2391439C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100396811C (zh) * | 2005-08-05 | 2008-06-25 | 周华荣 | 循环流化床锅炉用高强耐磨电弧喷涂丝材 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2391439C2 (ru) | 2010-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2559391C1 (ru) | Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов, способ термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов | |
JP2000038651A (ja) | ホウ素処理剤および鉄材料からの材料片に単相Fe2B含有ホウ化物層を形成させる方法 | |
RU2220225C1 (ru) | Способ борохромирования стальных изделий | |
RU2230826C1 (ru) | Способ борохромирования стальных изделий | |
RU2190688C1 (ru) | Способ бороникелирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
CA1323733C (en) | Stop off | |
RU2221899C1 (ru) | Способ диффузионного цинкования металлических материалов | |
RU2212470C1 (ru) | Способ диффузионного хромирования металлических материалов в псевдоожиженном слое | |
RU2190690C1 (ru) | Способ силицирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
JP2000226647A (ja) | ペ―スト状ホウ素化剤とその使用、および鉄材料から成る加工物上への孔の少ないFe2B含有ホウ素化物層の製造方法 | |
RU2391440C2 (ru) | Способ боросилицирования стальных изделий | |
RU2190689C1 (ru) | Способ боросилицирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
RU2005814C1 (ru) | Способ диффузионного меднения изделий из сплавов на основе железа в виброкипящем слое | |
RU2194793C1 (ru) | Способ бороазотирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
RU2194795C1 (ru) | Способ диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое | |
RU2209847C1 (ru) | Способ диффузионного хромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
TWI403616B (zh) | 利用流體床滲碳改質鈦金屬或鈦合金表面之方法 | |
RU2004619C1 (ru) | Способ боромеднени стальных изделий в виброкип щем слое | |
RU2005811C1 (ru) | Способ боромеднения стальных изделий в виброкипящем слое | |
Nosenko et al. | Improving abrasive tool cutting properties with the use of impregnators that emit chemically active gas media during thermal decomposition | |
JPS6070169A (ja) | 耐摩耗性のホウ化物層を無電流でつくるための塩浴 | |
RU2285741C2 (ru) | Способ и состав для карбохромирования стальных изделий | |
RU2195513C2 (ru) | Способ алитирования изделий | |
RU2277608C1 (ru) | Способ диффузионного цинкалюминирования металлических материалов в псевдоожиженном слое | |
RU2012691C1 (ru) | Состав для боромеднения стальных изделий в виброкипящем слое |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MF42 | Cancelling an invention patent (partial invalidation of the patent) | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091111 |