Состав для боросилицирования

О П И С А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СеветскияСоциалистическихРеспблик 1(51)М. Кл.2 с присоединением Заявки Нов С 23 С 9/04 1 осударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 785. .53.062(088.8) Дата опубликования описания 290280(72) Авторы изобретения Е.И.Бельский, М.В.Ситкевич, В.А.Рогов и Н.С.Траймак Белорусскйй ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) СОСТАВ ДЛЯ ЯОРОСИЛИЦИРОВАНИЯ Изобретение относится к химико- термической обработке и может быть применено в качестве насыщающей среды для диффузионного боросилициро вания стальных изделий. Известен состав для боросилицирования, содержашяй следующие компонен- ты, вес% 0Карбид бора 74,8Бура 15,2Кремний 5Хлористый аммоний 5 1 .Однако такой состав требует ис- пользования дорогостоящей оснастки, не позволяет проводить:закалку не" посредственно после химико-термической обработки и расходуется большое количество насыщающей смеси.Известен также состав для боросилицирования, содержащий следующие компоненты, вес,В:Борный ангидрид 25-30Силикокальций 20-25Фтористый алюминий 3,525Окись алюминия Остальное 2) .Известный состав позволяет проводить насыщение из порошков в герметических жаростойких контейнерах с .использованием плавких затворов,Недостатками такого состава являются относительно низкая скоростьформирования боросилицированных диффузионных слоев, необходимость проводить насыщение иэ порошков в герметических жаростойких контейнерахс использованием плавких затворов,расходуется большое количество, насыщающей смеси, затрудняется термическая обработка после процесса химикотермической обработки.Целью изобретения является прове-.дение процесса насыщения в окисли;тельной среде и увеличение активности насыщающей смеси,поставленная .цель достигается тем, что состав содержит в качестве боросодержащего вещества - карбид бора, в качестве кремнийсодержащих веществ - перефилит и огарок и в качестве активатора - фтористый натрий при следующем соотношении компонентов, вес.ВгКарбид бора 45-60 Перефилит 15-30 Огарок 15-30.Фтористый натрий 3-10,В качестве связующего для обмаэки используется гидролизованный этилснликат.Наличие повышенного содержанияокислов железа в обмазке предотвращает окисление как насыщаемой поверхности, так и активных компонентов состава, что позволяет проводитьпроцесс в обычной печной среде придлительных высокотемпературных выдержках (1-20 ч при 900-1100 С).Установлено, что при насыщениистальных образцов из предложенногосостава диффузионный слой состоит изборидов железа РеВ и ГеВ (легированных кремнием) .Способ осуществляется следующим.образом.Проводят диффузионное боросилицирование в обмазках на образцах 15,из стали 45 и 5 ХНМ размерами10 х 10 х 10 мм. Обмазку готовят, смешиванием порошкообразных компонентов(размер фракции 0,1 мм) с гидролиэованным этилсиликатом. Наносят об Омазку толщиной 4-5 мм на образцы изстали 45 и 5 ХНМ окунанием. Послесушки в течение 10-20 мин при комнатной температуре на воздухе образцыпомещают в электропечь, нагре-д.тую до 900 С, и.выдерживают 4 или6 ч. Закалку проводятс температурыдиффузионного насыщения, При закалке обмазка теряет целостность и отделяется с поверхности образца,Результаты диффузионного насыщения стали 45 при 900 С в течение 4 чиз предлагаемого состава представлены в таблице,РМ Состав обмазки, вес, Ъ ппКар- Пе- Ога- Фто-бид рефи-; рок . ристыйбора, лит1 нат 1 рий Глу бина, слоя, ,мкм 30 10 1 45 15 15 .-10 145 30 6 155 55 22 17 150 60 15 22 3 Диффузионный слой представляет собой бориды железа, в котором растворено 5-7 Ъ кремния. Налйчие кремния 1в боридах железа способствует повьпКению микротвердости и увеличению износостойкости диффузионных слоев. Следует заметить, что при увеличении в 55 составе количества перефилита толщина диффузионного слоя при прбчих равных условиях возрастает. Однако в диффузионном слое появляются силициды железа (Ге 81), которые резко снижают микротвердость и износостойкостьдиффузионного слоя. Данное обстоятельЦНИИПИ Заказ 9995/7 ТиФилиал ППП Патент, г. Уж ство приводит к ограничению применения боросилицидных покрытий с цельюповышения износостойкости и, следовательно, надежности и долговечностидеталей машин и инструмента, работающих в условиях истирания.Компоненты для приготовления обмазки следующие: технический карбид бораГОСТ 3641-71 и 5744-74, натрий фтористый марки 4 ГОСТ 4463-66, огарокТУ 6-08-232-72 (состав огарка следую 1 щий,вес.Ъ:70-75 Ре 05-8 А 110 10-.13.810,другие соединенйя остальное),перефилит - природный алюмосиликат РСТУССР 1343-70,При насыщении иэ состава (28 ВО++ 23 5 Са + 3,5 А 1 Г + 45,5 А 10.), взятого эа прототип, при температуре900 С за 4 ч на стали 45 формируетсяборосилицированный слой толщиной105 мкм (процесс проводят в герметичном контейнере с плавким затвором).Результаты измерения диффузионных слоев после проведения процессовхимико-термической обработки свидетельствуют, что насыщающая способность предложенного состава значительно выше насыщающей способностисостава, принятого за прототип.Использование предлагаемого состава для боросилицирования стальных изделий обеспечивает по сравнению с известными составами воэможность проведения процесса в обычной печной среде без применения специальной защитной оснастки, увеличения насыщающей способности состава,,повышение технологичности и удешевления смеси, совмещение диффузионного упрочнения крупногабаритных изделий с их нагревом под закалку.Формула изобретенияСостав для боросилицирования, содержащий кремний- и боронасыщающиевещества и активатор, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью проведения процесса насыщения в окислительной среде и. увеличения активности насыщающей смеси, он содержит вкачестве кремнийнасыщающихвеществперефилит и огарок, в качестве боронасыщающего - карбид бора и в качестве активатора - фтористый натрийпри следующем соотнбшении компонентов, вес,Ъ:Карбид бора 45-60Перефилит15-30Огарок 15-30Фтористый натрий : .3-10.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Металловедение и термическая обработка металлов, Журн. 1964,Р 3, М Машиностроение.2. Авторское свидетельство СССРР 450000, кл, С 23 С 9/04 1972.раж 1074 Подписноегород, уа, Проектная,4