SU973667A1 - Способ комплексного диффузионного насыщени стальных изделий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к химико-те1 1ической обработке, в частности к поверхностному упрочнению металлов и сплавов бором и хромом, бором и титаном, и может быть использовано во многих отрасл х промышленности дл  повышени  коррозионной стойкости и износостойкости стальных изделий.

Известен способ комплексного насыщени  стали бором и хромом, позвол ющий повысить ее износостойкость и коррозионную стойкость. Дл  .осуществлени  этого способа производ т раздельно борирование изделий в порошковой смеси, а затем хромирование Cl 3Недостатками известного способа  вл ютс  длительность процесса, низка  скорость насыщени , высокий расход насьпцаюших смесей.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ совмещенного диффузионного борохромировани . В указанном способе на изделие нанос т борирующую обмазку и проивзод т отжиг в хромирующей смеси по ступенчатому режиму 850-900 С 1--2 ч, 9501050 С + 2-4 ч. Дл  борирующей обмазки используют аморфный боо со

св зующим (этилсиликат, нитроклетчатка ) . Хромирующа  смесь состоит из 60% Сг, 37% , и 3% NH4Ce 2.

Недостатком этого способа  вл етс  низка  скорость насыщени  (до 100 км при отжиге 900°С -2ч, 1050°С - 3 ч) и как следствие этого, относительно низка  износостойкость упрочненных изделий.

10

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса насыщени  и повышение износостойкости обрабатываемых изделий .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу комплексного диффузионного насыщени  стальных изделий на борирующую сбмазку нанос т пасту, содержащую легирующий элемент, а отжиг производ т в среде

20 водорода.

Дл  комплексного насыщени  изделий бором и хрсниом в качестве пасты, содержащей легирующий элемент, исг .ользуют смесь хрома и окиси хрома при следующем соотнощении компонентов , вес.%;

Хром30-50

Окись хромаОстальное

При насыщении изделий бором и титансйи в качестве пасты, содержащей легирующий элемент, используют смесь из титана и окиси титана при следующем соотношении компонентов, вес.%: Титан 30-50 Окись титана Остальное Насыщение бором, хромом и титаном производ т при использовании пасты, состо щей из смеси хрома, j титана и окиси титана при следующем соотношении компонентов, вес,%: Титан20-30 Хром10-20 Окись титана Остальное Пасту, содержащую легирующий ;элемент, нанос т на борирующую обмазку окунанием издели  в водную суспензию. При этом толщина сло  .пасты с легирующим элементом не превышает 0,2-1 мм. В отличие от известного в предлагаемом способе достигаютс  более высокие скорости комплексного насы щени  благодар  активирующему воздейств ,ию водородной среды. Кроме того, при насыщении предлагаемым способом происходит восстановление бором окисла легирующего элемента, вход щего в состав пасты, что позвол ет получать более высокую концентрацию хрома и титана в диффузи ном слое. Вследствие этого значите но увеличиваетс  микротвердость и износостойкрсть диффузионного сло  При содержании в пасте легирующих элементов в -количестве более 50% результаты насыщени  остаютс  неиз менными. При использовании пасты с количеством легирующих элементов до 30% формируютс  борированные слои с низкой концентрацией хрома титана. Дл  обеспечени  высокой скорости насыщени  толщина сло  пасты должна быть 0,2-1 мм. Насыщение по предлагаемому способу осуществл етс  в следующей последовательности. После обезжиривани  на изделие нанос т борирующую обмазку толщино 0,3-0,5 мм, состо щую из 96% аморф ного бора и 4% буры. Обмазку сушат нанос т пасту, содержащую легирующ элемент, окунанием изделий в водную суспензию порошков указанного соетава . Сушат пасту, .Издели  загружают в контейнер, который продуваетс  водородом. Производ т ступенчатый отжиг изделий всреде водорода при eSO-SOO C 1-2 ч, при 950-10500С 2-4 ч, Пример 1, ПО предлагаемому способу подвергают насыщению бором и хромом образцы из стали 30, диаметром 20 мм и высотой 40 мм. Режим отжига - 2 ч, 1050 С 2 ч. Результаты насышени  приведены в табл,1, При насыщении известным способом при отжиге изделий 900°С 2 ч, 1050С 3 ч на 30 формируетс  диффузионный слой с общей толщиной до 110 мкм, толщиной сло  фазы (Fe,Cr)E до 50 мкм, концентрацией хрома в этой фазе до 60% и микротвердостью до 2500 кг/мм. Пример 2, Подвергают насыщению бором и титаном образцы из i стали 30 при отжиге 2ч, 2ч. Результаты приведены в табл,2, Пример 3, подвергают насыщению бором, хромом и титаном образцы из стали 30 при отжиге 900°С 2 ч, 1050°С 2 ч. Результаты приведены в табл.3, Пример 4, Подвергают испытанию на абразивную износостойкость в 3%-ном водном растворе хлористого натри  образцы из стали 30 после комплексного насыщени  как предложенным способом, так и известным. Результаты износных испытаний показаны в табл,4, В качестве абразива при испытани х использовалс  карбид бора с размерами частиц 10-20 мкм. Таким образом, из приведенных данных вытекает, что в предложенном способе достигаютс  более высокие скорости насыщени  (в 1,5 раза выше ) , микротвердость и износостойкость диффузионного сло  возрастает в 2 раза. Таблица 1

50 60 70

210-220 205-210 200-205

70-75

100

2600 70-75 100 2600 60-65 80 2500

Таблица 2

Claims (4)

1.Способ комплексного диффузной ного насыщени  стальных изделий, включающий нанесение борируккцей обмазки и ступенчатый отжиг в-присутствии легирующего элемента при 850-900С в течение 1-2 ч и 950lOSO C .B течение 2-4 ч, о т л ичающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса насыщени 

и повышени  износостойкости обрабатываемых изделий, на борирующую обмазку нанос т пасту, содержав1ую легирующий элемент, а отжиг произбод т в среде водорода.

2,Способ по П.1, отличающ и и с   тем, что нанос т пасту, содержащую хром и окись хрома, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Хром30-50

Окись хромаОстальное

3.Способ поп, 1, отлича ющ и и с   тем, что нанос т пасту, содержащую титан и .окись титана

при следующем соотношении компонентов , вес.%:

Титан30-50

Окись титана Остальное

4.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что нанос т пасту, содержащую титан, хром и окись титана при следующем соотношении компонентов , вес.%:

Титан20-30

Хром10-20

Окись титана Остальное

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3622402, кл. 148-635, опублик. 1977.

2.Авторское свидетельство СССР № 637460,,кл, С 23 С 9/00, 1976.