SU722998A1

SU722998A1 - Method of coating for boron-tungsten plating of steel parts

Info

Publication number: SU722998A1
Application number: SU782610047A
Authority: SU
Inventors: Евграф Иосифович Бельский; Михаил Васильевич Ситкевич; Виктор Алексеевич Рогов
Original assignee: Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1978-04-24
Filing date: 1978-04-24
Publication date: 1980-03-30

Description

Изобретение относитс к химико-терм , ческой обработке и может бьггь применено в качестве насыщающей среды дл диффузионного боровольфрамировани стальных изделий. Известен состав дл борировани в обмазках, в котором насыщение проводилось из смеси боросодержащих веществ, окислов и активатора. Данный состав позвол ет проводить насыщение в окисли тельной среде без защитной оснасткиjl Однако получаемые при насыщении из данного состава чисто боридные спои не позвол ют получить максимальный уровень износостойкости диффузионного покрыти . Известен также состав дл боровольфрамировани , содержащий буру и вольфрамовокислый натрий при соотнощении компонентов, вес.%: Бура65-72 Вольфрамовокислый натрий28-35 2. Однако данный состав пригоден толнко дл электролизного боровольфрамировани и требует применени дорогосто щего оборудовани , использовани источников посто нного тока, сложен в эксплуатации, Затрудн ет термическую обработку, непосредственно после процессов химико-термической обработки и не рассчитан на применение в качестве насыщающей среды при боровопьфрамировании в услови х обычного высокотемпературного нагрева в св зи с окислением и оплавлением компонентов смеси. Целью изобретени вл етс обеспечение возможности проведени процесса в окислительной печной среде без применени специальной защитной оснастки. Поставленна цель достигаетс тем, что состав содержит в качестве боросодержащего вещества карбид бора, в качестве вольфрамосоДержащего вещества - по- рошкообразный карбид вольфрама, в качестве инертной добавки - железную окалину и в качестве активатора - фтористый натрий при следующем соотношении компонентов , вес,%: Карбид бора40-60 Карбид вольфрама1О-15 Фтористый натрий4-10 Железна окалина25-35 Смесь указанных компонентов наноситс в качестве обмазки на упрочн емые поверхности и в дальнейшем процес химико-огермической обработки совмещае с с процессом нагрева под термическую обработку. В качестве св зующего дл обмазки используетс гидролизованный этилсиликат. Состав позвол ет проводить процесс в обычной печной среде при длительных высокотемпературных вьщержках (1-20 ч при 900-1100°С). При насыщении из предлагаемого состава на стали 45 в диффузионном сл состо щем из боридов железа, содержитс от О,4 до 0,6% вольфрама. Пример. Провод т диффузионное боровольфрамирование в обмазках стал 45 к 5ХНМ размерами (lOxlOxlO) мм Обмазку готов т смешиванием порошкообразных компонентов (размер фракции ОД-0,2 мм) с гидролизованньпл этилс пикатом. Нанос т обмазку толщиной от 4 до 5 мм на образцы из стали 45 и 5ХНМ окунаниеМо После сушки в течение 1О-2О мин при комнатной температуре на воздухе образцы помещают в электропечь, нагретую до температуры процесса химико-термической обработки и выдерживают 4-6 ч. Закалку провод т с температуры диффузионного насыщени При закалке обмазка тер ет целостность и отдел етс с поверхности образца . Результаты диффузионного насыщени стали 45 и 5ХНМ представлены в табл. В качестве компонентов дл приготовлени обмазки использовались технический карбид бора (ГОСТ 3647-71 и 5744-74). железна окалина - отходы кузнечно-термического производства, натрий фтористый марки Ч (ГОСТ 4463-66), карбид вольфрама порошкообразный . Из известного состава (30%NQjWO + 70%Ма В),) при насыщении в обмазках в обычной печной среде диффузионные слои на образцах из сталей 45 и 5ХНМ не образовывали.сь, а поверхность образцов окисл лась. Износные испытани , проведенные при параметрах трени (скорость скольжени 0,42 м/сек, давление - 15О кг/см), обеспечивающих температуру в зоне трени 550С, показали, что износостойкость боровольфрамированньп образцов из стали 5ХНМ увеличиваетс в 16 раз в сравнении с закаленными и в 1,7 раза по сравнению с борированными (см. табл. 2). Использование состава дл .диффузион- . ного боровольфрамировани из обмазок стальньпс изделий обеспечивает по сравнению с известными составами возможность проведени процесса в окислительной среде без защитной оснастки, увеличение на- сыщаюш ей способности состава, удешевление процесса, возможность получени диффузионного боровольфрамированного сло на детал х сложной конфигурации, больших габаритов, повьииение износостойкости и качества поверхности диффузионного сло , совмещение диффузионного упрочнени деталей машин и инструмента с и.х термической обработкой. Т и блицаThe invention relates to chemical thermotherapy and can be used as a saturating medium for diffusion boiling and dinging of steel products. A boron formulation in the washings is known, in which saturation was carried out from a mixture of boron-containing substances, oxides and an activator. This composition allows saturation in an oxidizing environment without protective equipment. However, pure boride compounds obtained by saturation from this composition do not allow to obtain the maximum level of wear resistance of the diffusion coating. There is also a known composition for borosurfing, containing borax and sodium tungstate with a ratio of components, wt.%: Bura 65-72 Sodium tungstate 28-35 2. However, this composition is suitable only for electrolytic boro-tungsten and requires the use of expensive equipment, the use of direct current sources, is difficult in operation, It is difficult to heat treatment, immediately after the processes of chemical and heat treatment and is not designed to be used as a saturating medium when boronated and under the conditions of conventional high-temperature heating in connection with the oxidation and melting of the components of the mixture. The aim of the invention is to enable the process to be carried out in an oxidizing furnace environment without the use of special protective equipment. The goal is achieved by the fact that the composition contains boron carbide as a boron-containing substance, powdered tungsten carbide as a tungsten-containing substance, iron oxide as an inert additive and sodium fluoride as an activator in the following ratio of components, weight,%: Carbide boron40-60 Tungsten carbide1O-15 Sodium fluoride4-10 Iron oxide 25-35 A mixture of these components is applied as a plaster on reinforced surfaces and later on a process of chemical and ogremic processing is combined fc with heating process for heat treatment. Hydrolyzed ethyl silicate is used as a binder for coating. The composition allows the process to be carried out in a conventional furnace environment with long-term high-temperature feeds (1–20 h at 900–1100 ° C). At saturation from the proposed composition on steel 45 in the diffusion layer consisting of iron borides, contains from 0, 4 to 0.6% of tungsten. Example. Conducted diffuse borovolframirovat in the plastering became 45 to 5HNM dimensions (lOxlOxlO) mm. The coating is prepared by mixing the powder components (the size of the fraction of OD-0.2 mm) with hydrolyzed ethyl acetate. Apply a coating from 4 to 5 mm thick on samples of steel 45 and 5XHM dippingMo. After drying for 10 –2 minutes at room temperature in air, the samples are placed in an electric furnace heated to the temperature of the process of chemical heat treatment and incubated for 4–6 hours. Quenching is carried out from the diffusion saturation temperature. During quenching, the coating loses its integrity and is separated from the surface of the sample. The results of the diffusion saturation of steel 45 and 5HNM are presented in Table. As components for the preparation of the coating, technical boron carbide was used (GOST 3647-71 and 5744-74). iron scale - waste from forging and thermal production, sodium fluoride of grade C (GOST 4463-66), tungsten carbide powdered. From the known composition (30% NQjWO + 70% Ma B),) with saturation in the coatings in a conventional furnace medium, diffusion layers did not form on samples of steel 45 and 5XHM, and the surface of the samples was oxidized. Wear tests carried out with friction parameters (sliding speed of 0.42 m / s, pressure - 15 O kg / cm), providing the temperature in the 550 C friction zone, showed that the wear resistance of boron-alloyed samples of 5KhNM steel increases by 16 times compared to hardened and 1.7 times as compared with borated ones (see Table 2). The use of the composition for. Diffusion. In comparison with the known compositions, the possibility of carrying out the process in an oxidizing environment without protective equipment, increasing the saturation of the composition, reducing the cost of the process, the possibility of obtaining a diffusive bore-tungsten layer on parts of complex configuration, large dimensions, wear resistance and surface quality of the diffusion layer, the combination of diffusion hardening of machine parts and tools with their thermal treatment. T and Blitz

ЗОZO

1515

5151

3535

10ten

1515

4О4O

165165

145145

13О 13O

115 165115 165

145145

120120

1О5 1O5

160 135160 135

№№ Вид обработки№№ Type of treatment

1,Борсвольфрамирование в предлагаемой обмазке состава, вес.%1, Borswolfing in the proposed coating composition, wt.%

4.0 +15WC+10NOF+35 (железна 4.0 + 15WC + 10NOF + 35 (iron

2,Борирование в известной обмазке, вес.2, Boring in a known plaster, weight.

3,Закалка с температуры 860 С Отпуск с температуры 560 С3, Quenching from a temperature of 860 С Leave from a temperature of 560 С

Claims

1. USSR author's certificate No. 56OOO2, C 23 C 9 / O2, 1975.

2.L —chovych L. S. Multicomponent diffusion coatings. Minsk, 1974, p. 183.