SU885341A1

SU885341A1 - Composition for boron-aluminizing of steel articles

Info

Publication number: SU885341A1
Application number: SU792819523A
Authority: SU
Inventors: Алексей Михайлович Антимонов; Алексей Владимирович Бурякин; Павел Иванович Попов; Александр Анатольевич Кириленко; Виктор Павлович Сытов
Original assignee: Восточно-Сибирский технологический институт
Priority date: 1979-09-03
Filing date: 1979-09-03
Publication date: 1981-11-30

Description

(54) СОСТАВ ДЛЯ БОРОАЛИТИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ(54) COMPOSITION FOR THE BOROALITATION OF STEEL PRODUCTS

Изобретение относитс к химикотермической обработке металлов, а именно к диффузионному нанесению покрытий в порошковой среде, и может быть использовано дл повышени эксплуатационных свойств стальных изделий, работающих при ударных нагрузках , в услови х повышенной температуры и износа.The invention relates to the chemical-heat treatment of metals, namely to the diffusion coating in a powder medium, and can be used to improve the performance properties of steel products operating under shock loads, under conditions of high temperature and wear.

Известен состав .-л бороалитировани в порошках, содержащий борный ангидрид, порошок алюмини , фтористый натрий и окись алюмини 1}.The composition is known. -L boron-catalyzing powders containing boric anhydride, aluminum powder, sodium fluoride and alumina 1}.

Одним из недостатков этого состава вл етс трудоемкость его приготовлени . Борный ангидрид поставл етс химической промышленностью в виде стекловидных гранул и подлежит дл приготовлени порошковой смеси, размолу. Кроме того, несмотр на введение в смесь окиси алюмини , котора снижает ее спекаемость, порошок имеет склонность к спеканию, так как борный ангидрид при проведеНИИ процесса проходит стадии плавлени и кристаллизации. В процессе нагрева борный ангидрид взаимодействует с алюминием.One of the drawbacks of this composition is the complexity of its preparation. Boric anhydride is supplied by the chemical industry in the form of vitreous granules and is ground for the preparation of a powder mixture. In addition, despite the introduction of alumina into the mixture, which reduces its sinterability, the powder has a tendency to sinter, since boric anhydride undergoes a melting and crystallization process. In the process of heating boric anhydride interacts with aluminum.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс состав дл бороалитировани , содержащий карбид бора 5-60, алюминий 5-25 и колчеданный огарок 2.The closest to the present invention is a boron analytical composition comprising boron carbide 5-60, aluminum 5-25 and pyrite calcine 2.

Однако обработка в данном составе не приводит к желаемому повышению микротвердости , а поверхность изделий после обработки имеет налипание смеси и оплавлени .However, the treatment in this composition does not lead to the desired increase in microhardness, and the surface of the products after processing has an adhesion of the mixture and melting.

Цель изобретени - повышение микротвердости и повышение чистоты обрабатываемой поверхности.The purpose of the invention is to increase the microhardness and increase the purity of the treated surface.

Поставленна цель достигаетс тем, что известный состав, содержащий карбид бора и алюминий, дополнительно содержит фторид алюмини при следующем соотношении компонентов, вес.|: Алюминий1,0-1,5 Фторид алюмини 0,1-3,0 Карбид бораОстальное При этом в интервале 900-1000С в течение -6 ч формируетс покрытие толщиной 50-200 мкм, состо щее из боридов железа и твердого раствора алюмини , в железе микротвердостью Н,ц (12-15) X 10 МПа. Между боридным ,. основным металлом расположеслоем и переходна зона с микротвердостью на Hft/ (6 7) 10 , играюща роль м гкой подложки При мер. Дл полумени покрытий готов т смеси следующих составо содержащие кажда фторид алюмини 2 вес.%, и отличающиес содержанием порошкового алюмини , а также карбид бора о Обработку провод т в течение i«,5 ч при 900 и . Результаты вли ни количества алю мини в смеси на толщину и твердость покрыти представлены в табл. 1. Изменение содержани алюмини в смеси от 0,5 до 5 вес. оказывает существенное вли ние на строение покрыти . Так, например, при насыщении стали У8А в смеси, содержащей О ,5 вес алюмини , диффузионный слой состоитThe goal is achieved by the fact that the known composition containing boron carbide and aluminum, additionally contains aluminum fluoride in the following ratio of components, wt. |: Aluminum1.0-1.5 Aluminum fluoride 0.1-3.0 Boron carbide Others In this case 900-1000С over a period of -6 hours, a coating of 50–200 µm thick is formed, consisting of iron borides and solid aluminum solution, in iron with microhardness H, c (12-15) X 10 MPa. Between boride,. the base metal is a layer and a transition zone with microhardness on Hft / (6 7) 10, which plays the role of a soft substrate. Example. For half coatings, mixtures are prepared with the following composition containing 2% by weight aluminum fluoride, and different content of powdered aluminum, as well as boron carbide. The treatment is carried out for i 5, at 900 hours and. The results of the influence of the amount of aluminum in the mixture on the thickness and hardness of the coating are presented in Table. 1. The change in the content of aluminum in the mixture from 0.5 to 5 weight. has a significant effect on the structure of the coating. So, for example, at saturation of U8A steel in a mixture containing O, 5 weight of aluminum, the diffusion layer consists

2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2

Таблица 1Table 1

1 100-1230 82 4-1350 760-1350 718-1300 4$it-1230 170-350 4l4 преимущественно, из боридов с характерной игольчатой структурой. Повь1шение содержани ,алюмини до 1 вес. измен ет структуру покрыти . Вблизи поверхности слой сохран ет характерное дл боридов игольчатое строение. Между иглами боридов наблюдаетс светла фаза, котора граничит с основным металлом. В том случае, когда содержание алюмини достигает 3 вес., диффузионный слой представл ет собой механическую смесь светлой и более темной составл ющих. Дюрометрический анализ позвол ет предполагать о наличии в двух последних случа х структур,содержащих бор и алюминий. При 5%-ном содержании алюмини в смеси диффузионное покрытие состоит из алитированного сло с мелкими включени ми боридовнз границе с основным металлом. Сравнительные данные по обработке при 950С в течение 4 ч на стали 5хНМ в известном и предлагаемом составах приведены в табл. 2. Приведенные в табл. 2 данные свидетельствуют о повышении микротвердости сло в 1,5-3 раза и улучшении качества поверхности вследствие снижени содержани алюмини в смеси.1 100-1230 82 4-1350 760-1350 718-1300 4 $ it-1230 170-350 4l4 mainly from borides with a characteristic needle structure. The content of aluminum up to 1 weight. changes the structure of the coating. Near the surface, the layer retains the needle-like structure characteristic of borides. A light phase is observed between the needles of the borides, which is bordered by the base metal. In the case when the aluminum content reaches 3 wt., The diffusion layer is a mechanical mixture of light and darker components. Durometric analysis suggests the presence of structures containing boron and aluminum in the last two cases. At a 5% aluminum content in the mixture, the diffusion coating consists of an aluminized layer with small inclusions of the boride boundary with the base metal. Comparative data on the treatment at 950С for 4 hours on steel 5xHM in the known and proposed compositions are given in table. 2. Given in Table. 2, data indicate an increase in the microhardness of the layer by a factor of 1.5–3 and an improvement in the surface quality due to a decrease in the aluminum content in the mixture.

Известный (процесс проводитс в обмазках на этиленгликате )Known (process is carried out in plastering on ethylene glycate)

5At+ 3NaF+ буВцС- - 255At + 3NaF + buVtsS- - 25

колчеданный огарокpyrite stub

25А +10NaF+ ОВ,,С+ 25 колчеданный огарок25А + 10NaF + ОВ ,, С + 25 Pyrite calcine

Предлагаемый (процесс проводитс в контейнере с плавким затвором)Offered (process carried out in a container with a fusible bolt)

l,2At -И,5А1Р5+97,ЗВцСl, 2At -I, 5A1P5 + 97, ЗВцС

ных изделий, включающий карбид бора и алюминий,отличающий с тем, что, с целью повышени микротвердости и улучиени чистоты обрабатываемой поверхности, он дополнительно содержит фторид алюмини при следующем соотношении компонентов, вес.%:products, including boron carbide and aluminum, characterized in that, in order to increase the microhardness and improve the purity of the treated surface, it additionally contains aluminum fluoride in the following ratio of components, wt.%:

Таблица 2table 2

120 (10-12)-10 Оплавление120 (10-12) -10 Reflow

Налипание 155 (6-7)-10 смесиPutting 155 (6-7) -10 mixture

18-10 18-10

Хорошее ( наружныйGood (outdoor

слбй) ,SLB)

6 -10 (прослойка)6-10 (interlayer)

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1.Авторское свидетельство СССР № 388059, кл. С 23 С 9/02, 1971.1. USSR author's certificate number 388059, cl. C 23 C 9/02, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № , кл. С 23 С 9/ОД, 1978.2. USSR author's certificate for application no., Cl. C 23 C 9 / OD, 1978.

Claims

Claim

Composition for boroalitirovaniya steel articles comprising boron carbide and aluminum, about l and m sistent in that, in order to increase the microhardness and improved purity ₃₅ formed batyvaemoy surface further comprises aluminum fluoride in the following ratio, wt.%:

Aluminum

Aluminum fluoride

Boron carbide

1.0-1.5

0.1-3.0 Else