SU742485A1 - Способ электролизного борировани стальных деталей - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к хинлико-термической обработке металлов и может быть использовано дл  повышени  надежности и долговечности деталей и инструмента.

Известен способ зпектролизного борироваНИН реверсивным током, согласно которому процесс ведетс  при соотношении времеии анодной и катодной экспозиции та/тк 0,5 при общей продолжительности цикла 1,2-1,8 с. Соотношение катодных и анодных плотностей тока составл ет при этом 2(Dj|. 0,4 А/см Da. 0,2 А/см) 1.

Известен также способ электролизного борированн  из расплавов при 880-9 30° С с использованием реверсировани  пол рности тока, согласно которому процесс борировани  ведут в две стадии: перед реверсированием ведут процесс при наложении посто нного тока плотностью 0,1-0,2 А/см в течение 5-10 мин, обработку при реверсированном токе с длительностью катодного и анодного полупериодов соответственно 0,8-1,4 с и 0,4-0,5 с при плотности тока в этих полупериодах соответственно 0,.2-0,4 А/см и 0,2-0,25 А/см 2.

Известные способы электролизного борирозацн  не учитывают изменени  адсорбционной способности поверхности насыщаемого металла по мере образовани  боридного сло . Вследствие этого с течением времени не весь выдел ющийс  бор участвует в дальнейшем формировании покрыти , часть бора образует аморфный слой, частицы которого привариваютс  к поверхности , ухудша  частоту и преп тству  адсорбции активного бора. Аморфньш слой бора уноситс  из электролита вместе с изделием, частично аморфный бор остаетс  в злектролите , загр зн   его. В результате этого, при многократном использовании насьшдающей среды, в ней накапливаетс  аморфный бор, который внедр етс  в слой боридов вследствие электрофореза , создает пористость и ухудшает свойства боридного покрыти . Кроме того, при осуществлении известного способа борировани  в диффузионном покрытии формируютс  2 фазы РеВи FejBi с большими сжимающими напр жени ми в зоне срастани  высокобористой фазы с низкобористой и поэтому во врем  эксплуатации издели  с покрытием происходит шелушение сло  привод щее к ухудшению частоты поверхности. Отслоившиес  частицы фазы FeB, попада  в зону треии  борированного издели  с сопр гаемой де1алью или инструментом вызывают абразивный износ материалов . Цель изобретени  - создание способа борировани  реверсивным током, при котором формируютс  качественные покрыти , большие по глубине, обладающие повышенной сопротивл емостью к разрушению под действиемдинамических нагрузок (пониженной хрупкостью). Поставленна  цель достигаетс  тем, что процесс борировани  с применением реверсировани  пол рности тока ведут в две стадии. На первой стадии ведут процесс током посто нной пол рности л плотностью 0,05-0,07 А/см в течение 5-10 мин. Применение значений плотностей тока выше 0,07 нецелесообразно из-за обра зовани  на поверхности сплавов аморфного сйо бора, который преп тствует абсорбции активного бора насыщаемой поверхностью, т.е. необходимо примен ть такие плотности тока, при которых практически весь вьщел к дийс  бор принимает участие в формировании боридов. Борирование при плотност х тока меньших, чем 0,05 А/см также нецелесообразно, потому что в зтом случае образуютс  на первой стадии весьма малые по глубине слои, т.е. формирование сло  в зтом случае тормозитс  из-за малого количества бора в абсорбционном слое катода-издели . На I стадии образуютс  центры кристаллизации боридов, которые, сталкива сь при росте, формируют сплошной слой. Изол ци  матрицы боридами приводит к ухудшению абсорбциоиой способности сплава. На II стадии примен ют реверсирование пол рности тока с длительность катодной и анодной экспозиции соответственно 0,8-1,4 с и 0,4-0,5 с; при этом во врем  катодной экспозиции начинают вести прюцесс при плотности тока 0,2-0,25 с последующим плавным снижением ее до 0,1-0,12 А/см в течение 1,5-2 ч, во врем  анодной экспозиции начинают вести процесс при плотности тока 0,05-0,06 А/см с последующим увеличением ее до 0,1-0,12 А/см. Поиижение плотности тока во врем  катодной экспозиции учитывает ухудшение абсорбционной способности поверх4 НОСТИ. Повышение плотности тока во врем  анодной экспозиции способствует активированию насьпцаемой поверхности, вследствие чего диффузионные процессы в матрице интенсифицируютс . Кроме того II стади  необходима дл  того, чтобы создать такие граничные услови  диффузионного насыщени , при которых в насыщаемом сплаве формируетс  в основном иизкобориста  фаза FejB, т.е. концентраци  и химический потеициал бора иа поверхиости насыщаемого сплава и внутри его были бы такими, которые необходимы лишь дл  развити  фазы Fe2B. Снижение коицентрации высокопористой фазы приводит к тому, что остаточное напр женне в борид ом покрыпт уменьшаетс , а это вызывает повышение устойчивости по .крыти  к воздействию динамических иагрузок, снижение хрупкости. П р и м е р. В предварительно расплавленную в графитовом электролизере боросодержащую среду помещают детали или инструмент, подключив положительный полюс источника тока к электролизеру, а отрицательный - к насыщаемым издели м и ведут электролиз при температуре 880-930 С в зависимости от состава среды и насыщаемого сплава при катодной плотности тока 0,05-0,07 А/см в течение 5-10 мин. По истечении этого времени включают реверсатор пол рности тока, установив длительиость катодной экспозиции 0,8-1,4 с, анодной экспозиции 0,4-0,5 с. При зтом начинают снижать в процессе насыщени  катодную плотность тока на насыщаемом сплаве с 0,2-0,25 А/см до 0,1-0,12 А/см, анодную плотность тока повышать с 0,05-0,06 А/см до 0,10-0,12 А/см в течение 1,5-2 ч. В таблице приведены результаты борировани  стали 45 предлагаемым и известным способами. Как видно из табли1и 1 в результате электролизного борироваии  предложенным способом формируютс . боридные покрыти  большие по глубине, обладающие большей чистотой поверхности , меньшей хрупкостью (показатель хрупкости слоев, полученных предложенным способом , в два раза меньше), большей устойчивостью к воздействию динамических нагрузок .

«п

«м

S.

°-CS

оS5

о

о9

ON

о

Л

о

«г

S и

г р о о

77424858

Claims (2)

1. Формула изобретени  катодную и повышают анодную плотности тоСпособ электролизного борировани  сталь-0,25 А/см и с 0,05-0,6 А/см доО,10--0,12 АУсм

   ных деталей, включающий обработку в расплаве буры при 880-930° С в две стадии с ре- 5Источники информации, версированнем пол рности тока на второй ста- прин тые во внимание при экспертизе дни, отличающийс  тем, что, с 1. Пасечник С. Я. и Коротков В. Д. Защитцелью получени  больших по глубине борвдных ные покрыти  на металлах. Сборник, вьш. 6, слоев   снижени  хрупкости, первую стадию Наукова думка, 1972.

   обработки ведут при плотности тока 0,05-ю
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 491731,

   0,07 А/см, а на второй стадии понижаюткл. С 23 С 9/10, 1973. ка в течение 1,5-2 ч соответственно с 0,2-