RU2585151C1 - Method of hardening steel surface - Google Patents
Method of hardening steel surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2585151C1 RU2585151C1 RU2015102037/02A RU2015102037A RU2585151C1 RU 2585151 C1 RU2585151 C1 RU 2585151C1 RU 2015102037/02 A RU2015102037/02 A RU 2015102037/02A RU 2015102037 A RU2015102037 A RU 2015102037A RU 2585151 C1 RU2585151 C1 RU 2585151C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boron
- steel
- minutes
- containing coating
- metallurgy
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может найти применение в машиностроении, обеспечивая повышение эксплуатационных характеристик деталей машин.The invention relates to metallurgy, namely to chemical-thermal treatment, and can find application in mechanical engineering, providing an increase in the operational characteristics of machine parts.
Известен способ упрочнения стальной поверхности путем диффузионного борирования стальных деталей, включающий нанесение борсодержащей обмазки на стальную поверхность и последующую диффузионную выдержку при температуре насыщения, проводимую в расплаве электрошлаковой ванны при 1500°C (патент RU №2016138 - прототип).A known method of hardening a steel surface by diffusion boronation of steel parts, including applying a boron-containing grease to the steel surface and subsequent diffusion exposure at saturation temperature, carried out in the melt electroslag bath at 1500 ° C (patent RU No. 2016138 - prototype).
Недостатком прототипа является высокая температура выдержки (1500°C), в то время как, начиная с температуры 1000°C, происходит неизбежный рост зерна стали, приводящий к снижению ее механических свойств, о чем описано во многих работах по металлургии.The disadvantage of the prototype is the high holding temperature (1500 ° C), while, starting from a temperature of 1000 ° C, an inevitable increase in the grain of steel occurs, leading to a decrease in its mechanical properties, as described in many works in metallurgy.
Кроме того, бор незначительно растворяется в железе и стали (0,1÷0,15%), а температура его плавления составляет 2000÷2500°C. Поэтому применение обычных борсодержащих смесей в качестве обмазок не позволяет эффективно насыщать бором стальные поверхности, учитывая большие размеры частиц.In addition, boron is slightly soluble in iron and steel (0.1 ÷ 0.15%), and its melting point is 2000 ÷ 2500 ° C. Therefore, the use of conventional boron mixtures as coatings does not allow efficient boron saturation of steel surfaces, given the large particle sizes.
Помимо этого, известный способ требует применения крупногабаритного оборудования и длительного процесса борирования с использованием электрошлаковых ванн и расплавов на флюсе при 1500°C.In addition, the known method requires the use of large equipment and a long boron process using electroslag baths and molten fluxes at 1500 ° C.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности проникновения борсодержащих компонентов - снижение температуры и времени насыщения стальной поверхности и упрощение технологии процесса за счет использования обмазки, содержащей компоненты в виде гомогенизированной смеси до молекулярных размеров.The objective of the present invention is to increase the penetration efficiency of boron-containing components - reducing the temperature and time of saturation of the steel surface and simplifying the process technology by using a coating containing components in the form of a homogenized mixture to molecular sizes.
Поставленная задача достигается тем, что в качестве борсодержащей обмазки на поверхность стального изделия наносят гомогенизированную смесь, состоящую из фенолформальдегидной смолы, имеющей коксовое число в отвержденном состоянии не менее 52% (А), борного ангидрида (Б) и карбонила железа (В) в соотношении А:Б:В от 90:8:2 до 50:40:10, с последующей двухстадийной термообработкой - на первой стадии прогрев до 200÷350°C в течение 2÷8 минут электронагревательными приборами, а затем, на второй стадии, воздействием газопламенной горелки в течение 10÷30 минут, обеспечивая температуру обмазки 850÷1000°C.The task is achieved in that as a boron-containing coating, a homogenized mixture is applied to the surface of the steel product, consisting of a phenol-formaldehyde resin having a coke number in the cured state of at least 52% (A), boric anhydride (B) and iron carbonyl (C) in the ratio A: B: C from 90: 8: 2 to 50:40:10, followed by a two-stage heat treatment - at the first stage, heating to 200 ÷ 350 ° C for 2 ÷ 8 minutes with electric heaters, and then, at the second stage, by exposure gas flame burner for 10 ÷ 30 minutes, about espechivaya wash temperature of 850 ÷ 1000 ° C.
Пример 1.Example 1
Приготовление обмазкиCooking plaster
В реактор с мешалкой загружают 200 мас.ч. этилцеллозольва, после чего добавляют 48 мас.ч. борного ангидрида и перемешивают до полного растворения последнего. Далее к раствору борного ангидрида добавляют 65 мас.ч. фенолформальдегидной смолы марки «Бакелит жидкий» (ГОСТ 4559-71) в пересчете на сухой продукт и 6 мас.ч. жидкого карбонила железа.200 parts by weight are charged into a stirred reactor. ethyl cellosolve, after which add 48 wt.h. boric anhydride and stirred until complete dissolution of the latter. Next, 65 parts by weight are added to the boric anhydride solution. phenol-formaldehyde resin brand "Bakelite liquid" (GOST 4559-71) in terms of dry product and 6 wt.h. liquid carbonyl iron.
Смесь перемешивается в течение 10 минут при +20°C, после чего растворитель отгоняется в количестве 190 мас.ч. и улавливается. Оставшиеся 10 мас.ч. этилцеллозольва обеспечивают пастообразное состояние полученной обмазки, в которой все компоненты гомогенизированы до молекулярного состояния. Полученный состав затаривается и хранится в складских условиях не менее 1 месяца.The mixture is stirred for 10 minutes at + 20 ° C, after which the solvent is distilled off in an amount of 190 parts by weight and is caught. The remaining 10 parts by weight ethyl cellosolve provide a pasty state of the obtained coating, in which all components are homogenized to a molecular state. The resulting composition is packaged and stored in storage conditions for at least 1 month.
Осуществление процесса борированияThe implementation of the boronation process
Готовую обмазку наносят слоем 1 мм на стальную поверхность, после чего, на первой стадии, прогревают воздействием инфракрасной лампы до 300°C в течение 5 минут, в результате чего фенолформальдегидная смола отверждается и частично коксуется. После этого для стального изделия с нанесенной обмазкой сразу (или после достаточно длительного перерыва) осуществляют вторую стадию, подвергая газопламенному воздействию и обеспечивая на поверхности температуру 900°C в течение 15 минут, при этом карбонил железа разлагается, образуя чрезвычайно активные частицы железа атомарных размеров, которые мгновенно реагируют с атомами бора, возникающими за счет реакции восстановления борного ангидрида с разлагающимся коксом, образуя бориды железа, легко проникающие в стальную поверхность, насыщая эту поверхность и повышая ее твердость до показателя НВ350, что превышает твердость абразива.The finished coating is applied with a 1 mm layer on the steel surface, after which, in the first stage, they are heated by the action of an infrared lamp to 300 ° C for 5 minutes, as a result of which the phenol-formaldehyde resin cures and partially cokes. After that, for the steel product coated with coating, immediately (or after a sufficiently long break), the second stage is carried out, subjecting it to a flame and providing a surface temperature of 900 ° C for 15 minutes, while iron carbonyl decomposes, forming extremely active particles of iron of atomic size, which instantly react with boron atoms resulting from the reduction reaction of boric anhydride with decomposing coke, forming iron borides, which easily penetrate the steel surface, saturating I have this surface and increasing its hardness to HB350, which exceeds the hardness of the abrasive.
Примеры 2÷4 осуществляют аналогично примеру 1, изменяя параметры в соответствии с таблицей 1.Examples 2 ÷ 4 carry out analogously to example 1, changing the parameters in accordance with table 1.
По всем примерам поверхностная твердость достигает уровня НВ 350.In all examples, surface hardness reaches the level of HB 350.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015102037/02A RU2585151C1 (en) | 2015-01-23 | 2015-01-23 | Method of hardening steel surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015102037/02A RU2585151C1 (en) | 2015-01-23 | 2015-01-23 | Method of hardening steel surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2585151C1 true RU2585151C1 (en) | 2016-05-27 |
Family
ID=56095957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015102037/02A RU2585151C1 (en) | 2015-01-23 | 2015-01-23 | Method of hardening steel surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2585151C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3647576A (en) * | 1967-12-26 | 1972-03-07 | Suwa Seikosha Kk | Method of hardening sintered cemented carbide compositions by boronizing |
SU1332856A1 (en) * | 1985-08-28 | 1988-09-15 | Предприятие П/Я А-7125 | Method of complex chemical treatment of steel articles |
RU2016138C1 (en) * | 1990-12-13 | 1994-07-15 | Селицкий Анатолий Григорьевич | Method for diffusion boronizing of steel articles |
RU2492281C2 (en) * | 2011-11-07 | 2013-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method to apply protective coating on products from steel or titanium |
-
2015
- 2015-01-23 RU RU2015102037/02A patent/RU2585151C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3647576A (en) * | 1967-12-26 | 1972-03-07 | Suwa Seikosha Kk | Method of hardening sintered cemented carbide compositions by boronizing |
SU1332856A1 (en) * | 1985-08-28 | 1988-09-15 | Предприятие П/Я А-7125 | Method of complex chemical treatment of steel articles |
RU2016138C1 (en) * | 1990-12-13 | 1994-07-15 | Селицкий Анатолий Григорьевич | Method for diffusion boronizing of steel articles |
RU2492281C2 (en) * | 2011-11-07 | 2013-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method to apply protective coating on products from steel or titanium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW200730458A (en) | Process for producing base material for forming heat shielding film | |
DK1056811T3 (en) | Process for the preparation of powder coatings | |
JP2005314813A (en) | Aluminizing composition and method for application method within internal passage | |
RU2585151C1 (en) | Method of hardening steel surface | |
Wagner et al. | In‐Flight Synthesis of Core–Shell Mg/Si–SiOx Particles with Greatly Reduced Ignition Temperature | |
JP5953361B2 (en) | Nanoparticles for nanobonding agents | |
CN103695940B (en) | A kind of Water-soluble antioxidant derusting rust-proofing liquid and preparation method thereof | |
CN103469150B (en) | Adamantine method is oozed using nanostructure carbon as penetration-assisting agent to ferrous materials | |
US1718563A (en) | Treatment of metals | |
CN103882450B (en) | A kind of water base rust-removing and antirusting agent and preparation method thereof | |
RU2592651C1 (en) | Method of surface hardening of steel wheel of railway transport | |
RU2704044C1 (en) | Method of cementing parts from structural and tool steels in cemented paste | |
CN104891480A (en) | Preparation method for antioxidative graphite material | |
Yan et al. | Improvement of interfacial adhesion between PBO fibers and cyanate ester matrix | |
CN103882434A (en) | Pollution-free inter-process antirust liquid and preparation method thereof | |
CN101238236A (en) | Ion nitriding method | |
RU2501884C2 (en) | Carbonitriding of parts from die steels | |
PL420670A1 (en) | Organic bacteriostatic material | |
JP5570101B2 (en) | Method for producing spheroidized carburized steel sheet and annealed steel strip | |
CN104327588A (en) | Paint remover for powder metallurgical materials and preparation method thereof | |
JP7019418B2 (en) | Heat resistant paint | |
CN103695916B (en) | A kind of antifouling antirust solution of water solublity and preparation method thereof | |
CN103695930B (en) | A kind of water base copper antirust solution and preparation method thereof | |
CN108192219A (en) | A kind of molybdenum trioxide microballoon flame-retardant smoke inhibition PP composite material and preparation method thereof | |
BIBU et al. | A MODERN METHOD FOR THE LOCAL PROTECTION OF PARTS DURING PLASMA NITRIDING. |