SU1062305A1 - Состав обмазки дл комплексного насыщени стальных изделий - Google Patents

Abstract

СОСТАВ ОБМАЗКИ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий ферромарганец и борный ангидрид, отличающийс  тем, что, с целью повышени  насыщающей способности состава и получени  беспористой поверхности изделий, он дополнительно содержит фтористый натрий и серый чугун при следующем соотношении компонентов, мае.%: Серый чугун 20-22 Ферромарганец 23-25 Фтористый натрий 10-15 Борный ангидрид Остальное

Description

о:

N3 jO

О

сд ИЭобретение относитс  к металлур гии, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, и мо жет быть использовано в различных отрасл х промышленности, в частности в.машиностроении дл  повышени  пластичности и износостойкости поверхностного сло  деталей машин. Известен состав дл  .борировани , содержащий следующие компоненты, мае.%: Карбид бора 45-60 Борный ангидрид 2-10 Фтористый натрий 5-10 Железна  окалина. 25-40 Состав позвол ет проводить диффузионное насыщение из обмазок в окислительной печной среде без защитной оснастки ij . . Недостатком состава  вл етс  относительно высока  хрупкость и низка  пластичность полученного боридного сло . Глубина боридного сло на стадзи 45, полученного при в течение 4 ч, составл ет 0,189 мм. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  состав 2 обмазки дл  комплексного насыщени , содержащий мае.%: Борна  кислота 10-12 Железо26-29 Ферромарганец 19-22 Карбид бора 15-18 Борный ангидрид 10-12 Окись кремни  Остальное Однако применение известного состава недостаточно интенсифицирует процесс насыщени  (толщина эвтектиче кого покрыти  составл ет 0,87 мм при толщине обмазки 3 мм, температуре насыщени  1200 С и продолжитель ности обработки 3 мин) и приводит к образованию покрыти  с наличием опре деленного количества пор. При указан ной температуре карбид бора находитс в твердом состо нии. Это приводит к тому, что в услови х малой продолжительности процесса насыщени  он  вл етс  очень бедным боронаполнителем почти полностью шлакуетс  и частично захватываетс  покрытием, ухудша  шлакообразование и вынос его с повер ности металла. Наличие карбида бора ухудшает также предохранение реакционной обмазки и границы раздела металл - обмазка (реакционной зоны) от контакта с кислородом окружающей среды. Это характерно.и дл  окиси кремни . Стальное изделие после хими ко-термической обработки характеризуетс  наличием на поверхности покры ти  значительных неровностей, которы возникают путем врастани  жидкой фазы покрыти  в пористый твердофазный шлак, состо щий в основном из карбида бора и окиси кремни . , Борна  кислота при последующем нагреве при разлагаетс  и кипит , вспучива  и разрыхл   обмазку. При этом пЬ вл ютс  концентрационно неоднородные участки, в некоторых местах пузырьки, которые ухудшают диффузионный процесс, облегчают проникновение кислорода в реакционную зону.Это приводит к неоднородности покрыти  по фазному составу, окислению обмазки и упрочн емого издели  и ухуддоению шлакуемости обмазки. . Целью изобретени   вл етс  повышение насыщающей способности состава и получение беспористой поверхности изделий. Поставленна  цель достигаетс  тем, что состав обмазки дл  комплексного насыщени  стальных изделий, содержащий ферромарганец и борный ангидрид, дополнительно содержит фтористый натрий и серый чугун при следующем соотношении компонентов, мас.%: Серый чугун 20-22 Ферромарганец 23-25 Фтористый натрий 10-15 Борный ангидрид Остальное. Это. позвол ет понизить температуру плавлени  реакционной обмазки. Наличие в смеси фтористого натри , как активатора, улучшает массоперегнос активных атомов. Борный ангидрид используетс  как боросодержащее дл  образовани  активных атомов бора и од |овременно, как флюсующее вещество. Композици  порошка из серого чугуна, ферромарганца, борного ангидрида и фтористого натри  в соответствующем процентном соотношении обеспечивает хорошую смачиваемость поверхности покрываемого металла, шлакообразование- и вынос его из расплава, а также предохранение реакционной зоны от контакта с кислородом окружающей среды. . Процесс насыщени  ведетс  при 1200°С, котора  превышает температуру образовани  боридной эвтектики (1174 с). Это способствует образованию жидкой фазы на поверхности покрываемого металла (полное расплавление при температуре насыщени  смеси порошка из серого чугуна, ферромарганца , борного ангидрида и фтористого натри j, в которой интенсифицируютс  прог;ессы насыщени , так как коэффициенты диффузии и самодиффузии в жидком состо нии гораздо больше, чем в твердом. Применение предлагаемого состава обмазки позвол ет значительно увеличить толщину эвтектического покрыти . Хороша  шлакуемость и жидкотекучесть самофлюсующего покрыти  ббеспечивают его беспористость. Пример. Предварительно смоченный в 5%-ном водном растворе жидкого стекла стальной (сталь 45) образец ф 25 мм, длиной ЮЪ м погружают в предлагаемую порошковую смесь, обкатывают, после чего сушат на воздухе при комнатной температуре в течение 10-30 мин. Нанесенный на поверхность издели  слой обмазки при последующем нагреве токами высокой частоты расплавл етс  и сте кает. Поэтому глубина покрыти  непосто нна. Дл  предотврсщени  это го  влени  на изделие с реакционной обмазки нанос т защитный слой. Затем образцы сушат при 80-100 0 в течение 1-3 ч и нагревают токами высокой частоты (твч) 1200°С в течение 3 и 5 мин с последующим охлаждением на воздухе, П р и м е р 2. Стальной образец (сталь 45) 25 мм,, длиной 10 мм вставл ют в огнеупорную форму засыпают предлагаемой порошковой см СЬЮ, помещают в предварительно нагретую до печь, выдерживают 8 и 10 мин и охлаждают на воздухе. Структура получени х указанными способами покрытий представл ют собой эвтектику Fe -в-С, котора  состоит из более м гкой фазы - леги рованного перлита, армированного твердой скелетной,фазой Ге (В,С) инициирующа  фаза) и мелких включений - карбидов марганца и бора. Ми ротвердость такого покрыти  составл ет 9-12 ГПа. Структура се дцевины образца соответствует структуре обо женной стали 45. Сравнительные данные по обработке представлены в таблице. Как видно из таблицы, -применение предлагаемого состава обмазки увеличивает по сравнению с известным толщину покрыти  при нагреве ТВЧ в среднем на 0,68 мм и позвол ет создавать эвтектическое пок1жлтие при печном нагреве толщиной до 1,41 мм в течение В мин при 1200°С и толщине обмазки 3 мм, нагрев происходит намного быстрее. Соответственно уменьшаетс  врем  обработки, необходимое дл  нагрева до нужной температуры расплавлени  компонентов обмазки и протекани  диффузионных .процессов, которые привод т к термодинамически выгодному распределению элементов. Измерение пористости покрытий провод т способом гидростатического взвешивани  образцов с покрытием. С целью более полного насыщени  жидкостью открытых пор пропитку провод т в вакууме. Получение беспористого эвтектического покрыти  обеспечиваетс  исключением из известного состава обмазки шлакообразующих элементов (карбида бора и окиси кремни ), понижением температуры плавлени  обмазки до температуры ХТО, повышением жидкотекучести и шлакуемости самофлюсующегос  покрыти .,

Предлагаемый

Серый

Сталь 45 1200 чугун 20

1200

8 3 1,30 1,30 Отсутствует

8 3 1,35 1,35 - Сталь 45 1200

1200

27

Продолжение таблицы

1,41 1,41

Отсутствует

6,2

0,87

3 .

Claims (1)

1. СОСТАВ ОБМАЗКИ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий ферромарганец и борный ангидрид, отличающийся тем, что, с целью повышения насыщаю щей способности состава и получения беспористой поверхности изделий, он дополнительно содержит фторис тый натрий и серый чугун при следующем соотношении компонентов, мае.%:

   Серый чугун Ферромарга нец Фтористый натрий Борный ангидрид