SU1057573A1 - Способ упрочнени изделий из стали и чугуна - Google Patents

Abstract

СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТАЛИ И ЧУГУНА путем борировани  с последующим супьфицированием, . отпичающийс   тем, что, с цепью тювышенв  рабочего ресурса обрабатываемых взцепий за счет попучени  череоующшсс  локальных борицных и сульфидных слоев, перед борированием на поверхность изделий нанос т регул рный макрорельеф, борврованне провод т на глубину меньшую, чем высота макрорельефе , после этого провод т шлифование на глубину выступов макрорельефа, а сульфидирование провод т в составах, нейтральных к боридному спою.

Description

ел ел

00 Иэобрегевие относитс  к метаппургии а именно к диффузионному насыщению метаппов и сппавов, и может быть использовано цгш повышени  надежности и долговечности деталей машин, наприме поршней, гидравлических машин, коленчатых валов компрессоров, поршневых паль цев и т.д. Наиболее близким к предлагаемому По технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ боросупьфидировани  изделий из стали и чугуна, согласно которому получают борированное покрытие , которое затем обрабатываетс  в сульфидирующем расплаве, обладающем трав щими свойствами ij . Полученное по этому методу боросупь фидированное покрытие обладает мапой толщиной (0;3 - 0,5 общей толщины боридного сло ). Кроме того, из-за непосто нства состава сульфиаирующего расплава во времени, св занного с истощением и загр знением рабочей ванны, аа ,труднено: поддержание посто нной скорости стравливани  и в ходе процесса супьфидировани  требуетс  посто нна  коррек тировка как состава расплава, так и времени выдериски в нем. Это затрудн ет стабильное получение издепий с высокими точностными характеристиками. Цель изобретени  - повышение рабочего ресурса обрабатываемых издепий за счет получени  чередующихс  покапьнык боридных и сульфидных слоев. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу упрочнени  изде ПИЙ из стали и чугуна путем борировани  с последующим сульфндированием, перед борированием на поверхность изделий нанос т регул рный макрорельеф, борирование , провод  т на глубину меньшую, чем высота выступов макрорельефа, посл этого провод т шлифование на глубину выступов макрорельефа, а су ьфидироваI ие провод т в составах, нейтральных к борид ном у 1 ело ю. Предлагаемый способ боросупьфидиров ни  заключаетс  в следующем. На деталь нанос т регул рный рельеф на глубину О,2 мм. После этого деталь борируют на глубину 120 - 150 мкм. Затем сошлифовывают выступы до уровн  впадин. На местах выступов получают зоны материала основы (стапь или чугуй а на местах впадин борированвые участ ки с толщиной бориднотх) опо  120 150 мкм. На последнем этапе обработки деталь супь4 1эдируют в расплаве, нейтральном По отношению,к боридным фазам Борирование издели  производитс  любыми известными методами. В результате борировани  получаем диффузионное покрытие , повтор ющее геометрию поверхности . После удалени  выступюв на их местах образуютс  участки материала без бориаов . По этим участкам и происходит диффузи  cejtt.. Выступы и впадины позвол ют получ1йггь композиционное боросульфидированное покрытие и на. тех стал х, чугунах и других материалах, где возможно получение борированных покрытий, не имеющих игольчатое строение. Кроме того , на этой стадии процесса боросупьфвн дированда получают точные геометрические характеристики издели . Последнюю стадию процесса (супьфидарование ) провод т любым известным методом . В результате получают боросульфидированное покрытие, обладающее высок1ими износостойким и антифрикционными и противозадирными свойствами, высоким качеством поверхности и стабильными точностными характеристиками издеии , П р и м е р. На поршневой папец хоггодильного компрессора ПГ7 (материап пальца сталь 45) нанос т р д чередующихс  выступов и впадин резцом. После, этого порщневой палец помещают в насыщающую борирующую смесь следующего состава, вес.%: Карбид бора84 Процесс борировави  осуществл ют в герметичном контейнере-(контейнер метизирован натрийскл1&атным стеклом) при нагреве в печи в режиме 950®С 2ч ..После охлаждени  контейнера извлека ют детали прокип чивают их в воде (дп  удалени  налипшей Ьмеси), просушивьют. После этого шлифованием удал ют выступы . Шлифование производ т на кругпошп№фовальном станке мод. ЗБ153У крутчэм Л025100СМ,К8. Сульфидирование производ т в ванне состава, ввс.ч.: КС 45, NajSO 55, Ma 2 5,2 Од 6, NoiCNS 2. Врем  обработки 1 ч при . В результате получаютсульфиднрованный спой на глубину 155 мкм с содержанием серы 22 - 45% в поверхностном слое 28 мкм и дальнейшим плавным падением С1)держани  серы до уровн  нормального ее содержани  в стапи 45 на глубине 155 мкм и глубже. Сера в супьфваном покрытии содержитс  в виде cyn фида жепеэа FeS с микротвердостькх Hgo 3900 МПа. Супьфиаирование производ т в расппаве состава, вес.ч.: LiC 25,5, КСе 27,5, e.NoiCNS 2. В этом расплаве супьфидируют чугун С418-36. Врем  обработки 1 ч при . Получают сульфидное покрытие с 7;одержанием в поверхноством спое толщиной 30 мкм 16 - 22% и плавным сшокением и выходом на нормальное содержание серы на глубине 2ОО мкм. В результате супьфидировани  инструментальной стали XI2, совмещенного с низктоъ отпуске 9ТОЙ стали при темпег рагуре 2ОО°С в течение 1 ч в расппаве состава, вес.ч.: KCNS 69, ИО 22, N Н CW5 9, попучают сульфидное покрытие ш глубину 8 мкм. Содерзкание серы у поверхности 6 - 8% и плав сни жаетс  00 исходного соцер шни  сери в стала Х12 на глубине 8 мкм. Борндное покрытие при суиьфвдировании в этнх расшшвах остаетс  нетрону тым и преп тствует пррЩ1кнове(шю серы в участки стали .и чугуна, защщценные 8ТИМ покрытием, В резуньтате получают чередование. бориа1шх и супьфшных слоев, т.е. компо зишюнное боросупьфндированное покры. тие. Попученное йокрытие . обладает првышеннь ми характеристиками износостойкостью и npoтивoзaaиpoctoйкocтью, что вы влено при испытани х на специальном испытательном стенде. Исследовани  позволили установить, что после борировани  получают,диффузионный борированный слой, имеющий, например , на стали 45 иглообразный характер; с поверхности иглы высокобористой фазы FeB с микротвердостью до 20ООО МПа, затем фазы Peg В с микротвердостью HSQ ао 180ОО МПа. Игны с поверхности расположены сплошным фронтом, делающим невозможным сульфи9ирование в известных насыщающих средах (жидких, твердых или газообразных ). На стали 45 получают диффузионный боридный слой толщиной 115 мкм. После шлифовани  получают в местах впадин боридный слой толщиной 100 мкм, а в местах выступов 1О - 2О мкм. Прнч&л в местах ылступов располагаютс  фактически концы боридных игл, между никш свободна  сталь. При сульфидированаи сера диффундирует именно в этих зонах. Услови  испытаний следующие: скорость скольжени  2,5 м/с, смазка гранична  маслом АС-8, база испытаний 15,7 tlO м. Результаты испытаний на машине 1тре5ИЯ СМЦ-2 приведены в табл. 1. Срок службы покрыти  до полного износа (ускоренные испытани ) приведен в табл. 2. Таким , срок службы обрабатываемых изделий увеличиваетс  в 3 раза. Таблица 1

Травление 9,1 12,5 16,1 19,6 МеханичеоКа  обра- . ботка8,9 12,6 16,7 2О,1

0,008

О,ОО8 0,7 1,0 1,9 2,3 О,8 О,9 1,7. 2,1

1057573 .6

„Врем  работы до полного

Вид покрыти истирани , ч

Боросупьфрдирование с регуп рвым рельефом;150

Боросупьфидирование трав щее53

Цементаци  2О

Таблица 2

Claims (1)

1. СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТАЛЙ И ЧУГУНА путем бори рования с последующим сульфидированием, . от пичающийс я тем, что, с цепью повышения рабочего ресурса обрабатываемых изделий за счет получения чередующихся локальных боридных и сульфидных слоев, перед борированием на поверхность изделий наносят регулярный макрорельеф, борирование проводят на глубину меньшую, чем высота макрорельефе, после этого проводят шлифование на глубину выступов макрорельефа, а сульфидирование проводят в составах, нейтральных к боридному спою.

   сл м □1 м

   1 1057573