SU985140A1 - Состав дл термодифузионного борировани стальных изделий - Google Patents

Description

(54) СОСТАВ ДЛЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННСГО ЪОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к химико-термической обрабоч. ке и Может быть использовано дл  борировани  металлов и сплавов.

Известен состав дл  термодиффузионного борировани , содержащий в качест . ве борсодержащего компонента аморфный бор в количестве 50-94%, а также активатор (2-1О%) и свободный углеро д (2-40%) i.;. .,0

Недостатком этого состава  вл етс  . пониженна  твердость обрабатываемых изделий, а также высока  спекаемость смесей при температурах борировани  (900-1000°С).15

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  состав дл  термодиффузионного борировани , который содержит 20 карбид бора в количестве 45-6О%, борный ангидрид (2-10%), фтористый натрий (5-10%) и железную окалину (2540% ) 2.

К недостатком известного состава дл  термодиффузионного борировани  о- носитс  то, что боридный слой всегда оказываетс  двухфазным (с нерегулируемым соотношением FeB и FejB) и содержит фазу пониженной твердости FejB.

Цель изобретени  - повышение твердости и износостойкости обрабатываемых изделий.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что известный состав, включающий 6oj содержагций кс  понент, инертный наполнитель , галогенидный активатор и борный ангидрид, в качестве борсодержащего компонента содержит высшие бориды магни  (МбВ 2О-4О% и . 60-8О%), в качестве наполнител  - оксид магни , в качестве галогенидного активатора - тетрафторборат щелочного металла при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Высшие бориды магни 14-18

Борный ангидрид18-3О Тетрафторборат щелочного металла7-10 Оксид магни Остальное Борный ангидрид необходим дл  того, чтобы при температурах борировани  про исходила реакци  между магнием борида и борным ангидридом с образованием окси да магни  и освобождением активного бор а непрореагировавший магний играет роль геттера по отношению к активному бору и св зывает имеющийс  в системе кислород Присутствие в смеси инертного наполните л ( оксида магни ) тормозит реакцию межд магнием и борным ангидридом, и при определенном соотношении компонентов в составе борйровави  достигаетс  оптимальна  дл  целей борировани  скорость введени  активного бора. Существенно также, что эта реакци  по-видимому, пр исходит преимущественно на поверхности борируемого издели , где выдел ющийс  бор св зываетс  в соответствующий бо- рид, например борид железа, более прочный , чем низщие и средние бориды мапни . Традиционный галогенидгый активатор борировани , который целесообразнее всего задавать в виде тетрафторборета щелочного металла, необходим дл  равномерного микрораспределени  бора по борируемой поверхности и образовани  равномерного боридного сло . Состав дл  термодиффузионного борировани  готов т путем магвиетермичео- кого восстановлени  борного ангидрида в инертной атмосфере. Исходные компоненты берут в расчете на образование высших боридов магни  (недостаток воо становител  против стехиометрического количества)и такое содержание остаточного борного ангидрида и второго продук та реакции оксида магни , чтобы после ) измeльчefIи  прореагировавшей массы до крупности О,3 мм и смешивани  с порош кообразным тетрафторборатом натри  сое тав содержал, вес.%: борид магни  1518 (анализ 18); борный ангидрид 2535 (анализ 30); тетрафторборат натри  7 (анализ 7) и оксид магни  50-60 (анализ 54,7). Борирование провод т при в течение 3-4 ч. Толщина сло  боридов на образце достигает 507О мм, толщина фазы 5-8 мкм. Варьируют содержание боридов магни  и борного ангидрида. При уменьшении количества боридов в смеси до 1012% наблюдаетс  увеличение толщины фазы РелВ до 2О-ЗО мкм (фаза меньше бора, чем FeB). При увеличении содержани  боридов магни  в составе дл  термодиффузионного 6opfrровани  до 20-25% фаза исчезает практически полностью, но слой на р де образцов после охлаждени  и извлечени  из контейнера покрыт сеткой трещин. Изменение количества борного авгвдрида в смеси вли ет на скорость обра зовани  слоев: при содержании меньше 16-14% наблюдаетс  уменьшение скорости роста, при содержании больше ЗО% она также уменьшаетс , видшv o, за счет образовани  сплошной пленки жидкого борного ангидрида (в смеси с тетра- фторборидом натри ) на борируемой гюверхности . В табл. 1 приведены составы предлагаемых смесей. Пример 1. Состав дл  термодиффузионного борировани  готов т алеиванием порошкообразных компонентов. Образцы дл  борироваки  из стали 5ХНМ помещают в стальной контейнер на слой смеси, засыпают слоем смеси 10-20 мм, и контейнер закрывают крышкой с пла&ким затвором. Контейнер помещают в муфельную печь и выдерживают 3,4 ч при 90О°С. Борид№1й слой на образцах достигает толщины 50-60 мкм; фаза пониженной твердости наблюдаетс  на шлифе в виде тонкой (3-5 мкм) прослойки между основой и фазой FeB. , Пример 2. В составе дл  термодиффузионного борирова и , содержащем 15% боридов магни , 25% борного ангидрида , 50% оксида магни  и 10% тетрафторбората натри  по режиму, описанному в примере 1, борируют штампы из стали 5ХНМ. При использовании тетрафторбората тсак кали , так и натри  боридный слой на образцах достигает толщины 60-80 мкм с микротвердостью 170О-1 750 кг/мм . Проведенный фазовый анализ показывает, что основной фазовой составл ющей ni: крытий , полученных в этих составах,  в.л етс  фаза FeB. Таким образом, тетрафторбораты кали  и натри  привод т к достижению аналогичных результатов и их можно считать эквивалентными. В табл. 2 приведены результаты испытаний на изтос образцов с покрыти ми, полученными в предлагаемом и известном составах. Из табл. 2 видно, что при одинаковых параметрах испытани  (врем , нагрузка, скорость относительного проскальзывани .

59851406

сред необъемна  температура в образцахет меньший коэффициент трени  и у него

при испытании) покрытие, полученное при более чем в два раза сокращена величина насыщении в предлагаемом составе, име- износа.

Таблшв 1.

Таблица 2

Claims (2)

1. Форму,ла изобретения 1. Состав для термодиффузионного борирования стальных изделий, включаю-, щий борсодержащий компонент, инертный наполнитель, гало1'енидный активатор и борный ангидрид, отличающийс я тем, что, с целью повышения твердости и износостойкости обрабатываемых изделий, в качестве борсодержащего компонента он содержит высшие бориды магния, в качестве инертного наполнителя — оксид магния, в качестве галогенидного активатора — тетрафторборат щелочного металла при следующем соотношении компонентов, вес.%:

   Высшие бориды магния Борный ангидрид

   14-18

   18-30

   Тетрафторборат металла 7—10 Оксид магния Остальное
2. 2. Состав поп. ^отличаю щийся тем, что в качестве высших боридов магния он содержит МбВ^ и соотношении комМоВ₆

   MgB_u

   20-40

   60-80