SU1161587A1

SU1161587A1 - Composition for diffusion boronickel-plating of steel articles

Info

Publication number: SU1161587A1
Application number: SU833639141A
Authority: SU
Inventors: Boris V Makarov
Original assignee: Boris V Makarov
Priority date: 1983-09-05
Filing date: 1983-09-05
Publication date: 1985-06-15

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов, а конкретно к диффузионному бороникелированию в порошковой засыпке, и может быть ис- 5 пользовано для повышения износостойкости различных видов инструментальной оснастки и деталей машин в машиностроении, металлургии, приборостроении, химической промышленности.The invention relates to metallurgy, in particular to the chemical heat treatment of metals, and specifically to diffusion boron-nickel in powder filling, and can be used to increase the wear resistance of various types of tooling and machine parts in mechanical engineering, metallurgy, instrument making, chemical industry.

Целью изобретения является повышение износостойкости обрабатываемых изделий и технологичности насыщающего состава.The aim of the invention is to improve the wear resistance of the processed products and processability saturating composition.

Данный состав отличается от из- 15 вестного весьма низким содержанием карбида бора, что способствует уменьшению стоимости и устраняет спекание смеси и ее припекание к деталям в процессе термообработки 70 в результате резкого уменьшения числа контактов непосредственно между частицами карбида бора, а также между частицами карбида бора и насыщаемыми деталями. Эти контакты осу- ?5 ществляются через инертные частицы . окиси алюминия. Устранение спекания смеси обеспечивается введением в состав технического углерода. Кроме того, технический углерод создает в зо контейнере восстановительную среду и защищает детали от окисления. .This composition differs from the known very low content of boron carbide, which contributes to cost reduction and eliminates sintering of the mixture and its sintering to parts during heat treatment 70 as a result of a sharp decrease in the number of contacts directly between particles of boron carbide and saturable parts. These contacts are made through inert particles. aluminum oxide. Elimination of sintering of the mixture is provided by the introduction of carbon black into the composition. In addition, carbon black creates a reducing medium in the container and protects parts from oxidation. .

Борный ангидрид вводится в. состав смеси для предотвращения образования дефектной пористой зоны, располагающейся непосредственно под поверхностью детали на глубину до 40 - 50 мкм, устранение которой шлифованием затруднено высокой твердостью покрытия. Для лнквида-^р ции этого дефекта достаточна концентрация борного ангидрида в пределах 0,1-0,3%.Boric anhydride is introduced into. the composition of the mixture to prevent the formation of a defective porous zone, located directly below the surface of the part to a depth of 40–50 μm, the elimination of which by grinding is made difficult by the high hardness of the coating. For lkvid- ^ rtsii this defect sufficient concentration of boric anhydride in the range of 0.1-0.3%.

В качестве порошкообразных компонентов для приготовления насыщающих 45 смесей используют шлифовальный порошок карбида бора зернистостью У 3 (ГОСТ 5744-74), углерод технический (ТУ 12.-7-24-80), алюминий фтористый технический (ГОСТ 19881-78)окись 50 алюминия "Ч" (ТУ 6-09-426-75) и закись никеля (ГОСТ 17607-72).As powder components for the preparation of saturating 45 mixtures use boron carbide grinding powder with grain size U 3 (GOST 5744-74), technical carbon (TU 12.-7-24-80), technical fluoride aluminum (GOST 19881-78) aluminum oxide 50 "H" (TU 6-09-426-75) and nickel oxide (GOST 17607-72).

Борный ангидрид, получают прокаливанием борной кислоты (ГОСТ 18704^78ι, смешанной с окисью алюминия в соот- 55 ношении 1:4, что позволяет исключить операцию дробления В₂0^ и повысить точность дозирования этого компонента.Boric anhydride is obtained by calcining boric acid (GOST 18704 ^ 78ι mixed with alumina in a ratio of 1: 4, which eliminates the crushing operation In ₂ 0 ^ and improves the dosing accuracy of this component.

587 2587 2

Компоненты насыщающей смеси заданного состава перемешивают в лабораторном смесителе типа "ТигЬи1а" в течение 2 ч. Комкование наиболее дисперсных компонентов предотвращают введением стальных шариков диаметром 3 мм в количестве 50% от веса смеси.'The components of the saturating mixture of a given composition are mixed in a laboratory mixer of the “Tigbya” type for 2 hours. The clumping of the most dispersed components is prevented by the introduction of steel balls with a diameter of 3 mm in an amount of 50% by weight of the mixture. '

Пример. Детали пресс-формы из инструментальной стали Х12М вместе с образцами-свидетелями обезжиривают бензином, загружают в контейнеры из нержавеющей стали типа Χ18Ι19Τ и засыпают реакционной смесью. Контейнеры герметизируют с помощью плавкого затвора, устанавливают в камерную печь, нагретую до 95()°С, и выдерживают в течение 4 ч с последующим охлаждением в. проточной воде.Example. The mold parts of tool steel X12M, together with the witness samples, are degreased with gasoline, loaded into stainless steel containers of the type “18Ι19Τ” and filled with the reaction mixture. The containers are sealed with a fusible plug, set in a chamber furnace heated to 95 ° C, and incubated for 4 hours, followed by cooling in a. running water.

При разгрузке реакционная смесь легко высыпается из контейнера, оставаясь в порошкообразном состоянии. Смеет, по прототипу после обжига теряет сыпучесть (спекается), для разгрузки деталей приходится применять специальные приспособления, тратить много времени на операция разгрузки, очистки деталей и повторное измельчение смеси..When unloading the reaction mixture is easily poured out of the container, remaining in a powdered state. Dares, the prototype after firing loses flowability (sintered), for unloading parts you have to use special tools, spend a lot of time on the operation of unloading, cleaning parts and re-grinding the mixture ..

Составы испытанных смесей и данные о толщине полученных диффузионных слоев представлены н таблице.The compositions of the tested mixtures and the data on the thickness of the obtained diffusion layers are presented in the table.

Из данных таблицы следует, что предлагаемая смесь оптимального состава (состав .3) обеспечивает по' сравнению с прототипом одинаковую скорость насыщения. Петлялографический анализ показал идентичность фазового состава покрытий, хотя количество высокобористой фазы ЕеВ в прототипе несколько выше.From the table it follows that the proposed mixture of the optimal composition (composition .3) provides, by comparison with the prototype, the same saturation rate. Petalographic analysis showed the identity of the phase composition of the coatings, although the amount of the high-porous phase EH in the prototype is somewhat higher.

Проводят испытания на износостойкость обрабатываемых изделий после обработки в известном и предлагаемом составах.Conduct tests for wear resistance of the processed products after processing in the known and the proposed composition.

Установлено, что средняя скорость износа знака кольцевой пресс-формы при бороникелировании в известном порошкообразном составе составляет 8,3 мг/10 циклов, а в предлагаемом составе, содержащем, вес.%:It has been established that the average wear rate of the sign of an annular mold during boronikelirovaniem in a known powder composition is 8.3 mg / 10 cycles, and in the proposed composition, containing, wt.%:

В₄СAt ₄ C

Л!Г₃ L! T ₃

ΝίϋΝίϋ

ВД)_,VD) _,

ТехническийTechnical

углеродcarbon

Л1₂О₃ L1 ₂ O ₃

2,02.0

0,20.2

3,03.0

92.892.8

33

11615871161587

4four

6,2 мг/Ю циклов, т.е. износостойкость прй обработке в составепрототипе на 34% ниже, чем при обработке в предлагаемом составе.6.2 mg / Yu cycles, i.e. the wear resistance of the treatment in the composition of the prototype is 34% lower than during the treatment in the proposed composition.

Следовательно,при повышении технологичности предлагаемый состав обеспечивает и повьппение физико-меха нических свойств диффузионного слоя.Consequently, with an increase in manufacturability, the proposed composition also provides a twisting of the physicomechanical properties of the diffusion layer.

СоставComposition

Содержание компонентов, вес.%The content of components, wt.%

Толщина слоя, мкмLayer thickness, micron

ИзвестныйFamous

ПредлагаемыйProposed

22

33

дd

в₄сin ₄ s ΝΐΟ ΝΐΟ А1Г, A1G Технический углерод Technical carbon Н₂0_э H ₂ 0 _e А1₂о₃ A1 ₂ about ₃ 47 47 4 four 2 2 - - 47 47 85 85 1 one 1 one 1 one 1 one 0,1 0.1 95,9 95.9 80 80 .2 .2 3 3 2 2 3 3 0,2 0.2 90,8 90,8 . 85 . 85 3 3 5 five 3 3 5 five 0,3 0.3 85,7 85.7 80 80

Claims

COMPOSITION FOR DIFFUSION BORONIC EQUIPMENT OF STEEL PRODUCTS, including boron carbide, aluminum oxide, aluminum fluoride and nickel oxide, o tl and h ayi

1-3

Oh, 1-0.3 1-5

1-5 1-3

Rest

the fact that, in order to increase the wear resistance of the processed products and the processability of the saturating composition, it additionally contains boric anhydride and technical carbon lie the following ratio of components, wt.%:

Boron carbide Boric anhydride Nickel oxide Technical carbon

Aluminum Fluoride Aluminum Oxide

1161