SU1463802A1 - Состав дл борировани стальных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области химико-термической обработки и может быть использовано в машине. Целью изобретени   вл етс  повышение коррозионной стойкости изделий за счет сдвига температуры начала инГеисив- ного окислени  на в область более высоких температур по сравнению с известными составами. При этом дл  получени  боридньтх гпокрытий используют порошковую смесь следующего состава, мас.%: меламин 2-12, поро- . шок технического карбида бора осталь- нае. Это позвол ет повысить коррозионную стойкость в.2,5-3 раза и толщину издели  в 1,4 раза. 1 табл. г сл

Description

1

Изобретение относитс  к химико- термической обработке материалов и может быть, использовано в машиностроении (сельхозмашиностроении, автомобилестроении), пищевой промьш- ленности, химическом матйИностроении дл  повьш1ени  эксплуатационных характеристик изделий. о Целью изобретени   вл етс  повышение коррозионной стойкости и окали- ностойкости боридного сло .

w

в состав дл  борировани  стальных изделий, содержащий порошок технического карбида бора, ввод т мел амин-при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Меламин2-12

Порошок технического карбида бораОстальное

Карбид бора используют в виде порошка технической чистоты, может поставл тьс  в виде порошков зернистостью 16-М5 дл  шлифовально-поли- ровальных операций. Порошок первого сорта,- мас.%: 90-93; ВгОз 0,-4- 0,5; С ьоБойногь 5-10, Используетс  как поставщик атомов бора.

Меламин СзН(,К, t пл с разложением, используетс , как поставщик атомов азота.

Использование меланина в совокупности с порошком технического карбида бора в указанных количествах приводит к росту толп(нны борпдного сло 

00 о to

в 1,4 раза по сравнению с прототипом. При этом наблюдаетс  увеличение микротвердости боридных фаз FeB (19500 МПа) и (17500 МПа) по сравнению с 18000 МПа и 16000 МПа у известного состава соответственно. Одновременно увеличиваетс  коррозионна  стойкость боридных фаз в.3%-ном водном растворе NaCl и 0,1 н, растворе в 2,5-3 раза, а также растет окалиностойкость боридных фаз, так как температура начала интенсивного окислени  боридного покрыти  повышаетс  с 650 С до 860 -С дл  боридного покрыти  из предлагаемого состава.

При нагрвве насьщгиощей порошковой смеси дл  диффузионного борировани  в предложенном составе происходит разложение с выделением продуктов реакцииS измен ющих термодинамический потенциЕШ бора в насыщающей среде. В силу этого интенсифицируетс  процесс насыщени  бором. Одновременно с бором диффузионный

слой васыщаетс  азотом, выдел к цимс  при разложении меламина. Поскольку атомный радиус азота (0,071.нм) меньше атомного радиуса бора (0,091 нм)е то скорость диффузии азота, должйа превьшс1ть скорость диффузии бора,

Можно полагатьS что наличие атомов- азота в аустените уменьшает прочность межатомньк св зей Fe-Fej что облегчает диффузию бора с образова- нием беридов железаэ легированных азотомс Наличие азота в боридах железа , где имеетс  сильна  межатомна  св зь Fe-Bj приводит к по влению бо лее сильных межатомных сп зей B-N, что и способствует повыв ению 3ка- линостойкости и коррозионной стой кости.

Кроме того., наличие азота прив о- дит к .снижению дефектов кристаллических решеток боридов железа что также повьшает коррозионную стойкость и стойкость к окислению при высоких тe шepaтypax„

Процесс борировани  сталей заключаетс  в следукщеме В контейнер из нерж ав ющей стали засыпают смесь порошка технического карбида бора и меламина. Затем в контейнер помещают издели  и засыпают у1сазанной порошковой смесью,. Дл  отделени  реак ционного пространства контейнера от печной атмосферы и предотвращени ;

проникновени  в него воздуха контейнер закрывают листом асбеста и засыпают натросиликатное стекло толщиной 10 мм. При нагреве до температуры б орировани  ( в течение 4 ч натросиликатное стекло расплавл етс  (750-800°С и герметизируют контейнер. По окончании изотермической выдержки контейнер с детал ми извлекают из печи и охлаждают до комнатной температуры на воздухе. После охлаждени  контейнера застывший силикат разбивают, контейнер распаковывают и извлекают детали.

Коррозионную стойкость боридных покрытий на стали 45 определ ют по потере массы за 10 сут в 3%-ном вод- ном растворе NaCl и О,1 ы,растворе H2., а окалиностойкость -.термогравиметрическим методом на приборе Дериватограф.

В таблице приведены характеристики боридных покрытий на стали 45, полученных по предлагаемому способ у

1

.(услови  насьщени г t 950°С,

4 ч).

При выходе компонентов насыщающей смеси за выбранШ)1е пределы наблюдаетс  уменьшение коррозионной стойкости и окалиностойкости боридньпс покрытий. Так, например, при увеличении меламина в насыщающей смеси до 17% коррозионна  стойкость боридных покры- ,тий снижаетс  в 2-2,5 раза по срав- нению с оптимальным составом, а температура начала интенсивного окислени  боридных фаз снижаетс  на 200 С и-находитс  на одинаковом уровне с прототипом, при этом толщина борид- нь1Х покрыфий практически не измен етс . При зп еньщении меламина в насы- щак цей смеси до 1% толщина боридных .покрытий ик коррозионна  стойкость и окалиностойкость мало отличаютс  от прототипа.

Из ..данных, приведенных в таблице, видно, что при борировании в предложенных порошках оптимального состава наблюдаетс  увеличение толщины в 1,4 раза, коррозионной стойкости в 3%-ном .водном растворе NaCl - в 3 раза, а в 0,1 н, растворе . - в 2s5 раза по сравнению с прототипом. Резко возрастает окалиностойкость боридных спаев, при этом температура

5

начала интенсивного окислени  поднимаетс  до 860 С по сравнению с прототипом , дл  которого резкое окисление начинаетс  при 660 С.

Claims (1)

1. ни  коррозионной стойкости и окалино- стойкости боридного сло , состав дополнительно содержит меламин при Формула изобретени .5 следующем соотношении компонентов,

   мае.%:

   Состав-дл  борировани  стальныхМеламин2-12

   изделий, содержащий порошок техничес-Порошок технического карбида бора, о.тличаю-кого карбида

   щ и и с   тем, что, с целью повьше-ЮбораОстальное