Расплав для борирования стальных деталей

нлчесг; 1;,ОПИСАпИЕ ИЗОБРЕТЕпИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М, Кл,с присоединением заявки йо С 23 С 9/10 Государственный коглитет СССР ио делаю изобретений и открытий(53) УДК 621.785. .51.0 б(088.8) Дата опубликования описания 15,11,80(72) Авторы изобретения Г.И.Беляева, Я.Б,Чернов, Б.Г.Россохин и Е.М.Файншмидт Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР(54) РАСПЛАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ Хлориды щелочныхили щелочноэемельных металловфтористый натрийБорсодержащеевещество (В, йдВ) 1,5-3. 92-96,52-5 Изобретение относится к химико- термической обработке, в частности в жидких средах, и может быть использовано для упрочнения поверхности серийного инструмента и дета лей в машиностроении, металлургии и других отраслях промышленности.Известны хлоридные расплавы состава, масс.Ъ: МаС 22, ВаС 12 78, В С 10-2 О, либо КС 1 41-46, .С 1 32" 1 О 31, йаС 2-3, В 15-25, которые дают покрытия на железе при 1000 оС, 3 ч, толщиной 60 мкм (1.Недостаток известных расплавов заключается в малых скоростяхнасы-15 щения.Известен также состав хлориднофторидного расплава для борирования в ванне с внешним обогревом 2, содержащий, гласс.%: МаС 1 80, йаВГ 4 15,20 В 4 С 5.Недостатки расплава состоят в том, что большое содержание фтористых солей (15-20 масс,%)повышает его агрессивность к футеровочным материа лам тиглей; использование неустойчивой фтсристой соли МаВГ 4, разрушаю.щийся на 2/3 при температурах борирования, что обуславливает нестабильную .работу ванн, при больших объемах 30 2ваниы (4,5 кг) состав пенится в процессе давления МаВГ 4, выделяется резко пахнущий газ ВЕЗ, расплав плохоотмыВается с образцов после борирования, использование борсодержащего вещества В 4 С с малым содержанием в нем .бора уменьшаЕт скорости борирования,ускоряет ликвидацию порошковой фазыв расплаве.Цель изобретения - уменьшение коррозионной активности и повышениестабильности состава расплава дляборирования,Цель достигается использованием расплава на основе хлоридных солей, включающих фторсодержащие и борсодержащие соединения, в качестве фторсодержащего соединения используют йаГ, а борсодержащего вещества - порошок бора или полиборид магния при следующем соотношении компонентов, масс,:779,43 Формула изобретения Подбор соотношений ингредиентов-" "позволилуменьшить корразионную активность расплава,Содержание борсодержащего веществаменее 1,5 масс.Ъ не обеспечивает достаточных скоростей насыщения деталей,близких к борированию в оксидныхрасплавах, Содержание более 3 масс.%бора не ухудшает расплав, но повыша"ет его стоимость беззаметного ускоре"ния процесса.Фтористый натрий вводят в количество 2-5 масс.Ъ. Нижний предел обусловлен скоростью насыщения, верхний -,коррозионной активностью расплавак Футеровбчномуматериалу. "Диффузионное насыщение проводят 15в соляной электродной ванне"в зависимости от расплава при 850-950 С прийереМешйвании, которое уменьшаетликвидацию борсодержащего веществапо объему ванны и устраняет возмож О" "ность" замыкайия йри использованииэлектродов внутреннего обогрева.Получаемое боридное покрытиеплотно и равномерно распределено поповерхности деталей и состоит издвух Фаз: ГеВ с твердостью 18002000, ГеВ с твердостью 1450 кг/мм2Содержанйе Фазы ГеВ не превышает30 Ъ от общей глубины покрытия, чтоснижает"охрупчивание покрытия и повышает его износостойкость, Вспениванне ванны при добавке МаГ отсутст вует,П р и м е р 1. Борирование проводят в электродной ванне, футерованной кирпичем в расплаве, масс.Ъ: 35МаС 96,5, МаГ 2, В 1,5 при 850 С,в течение 5 ч при перемешивании,На стали У 8 получают равномерное,двухфазное покрытие толщиной 50 мкм.Футеровка не разрушена.П р и м е р 2, Борирование проводят в расплаве, масс.Ъ: МаС 1 92,МаЕ 5, НЯВд 3 при перемешивании саргоном. На стали У 8 получают покрытие 100 мкм после выдержки при 850 Св течение 5 ч. Содержание ГеВ составляет 30 Ъ по "толщине покрытия, твер-достью 1900 кгс/мм, покрытие равномерное. Поверхность кирпичной футеройки после 30 ч работы ванны остаетсябеэ изменения.,П р и м е р 3. Борирование проводят в расплаве, масс.Ъ: экв. смесь;". лучайт"равномерное покрытие толщиной50 мкм. Поверхность футеровки следовразъедания не имеет.П р и м е р 4. Борировайие проводят в расплаве, масс.Ъ: МаС 1 96,МаГ 2, М 9 В 2 с перемешиванием. На14Ф8, 4Л:стали 20 с цементационным слоем после выдержки при 900 С в течение 3 ч получают хорошо сцепленное, равномерное покрытие толщиной 80 мкм ГеВ 25 мкм твердость 1850-2000 кгс/мм ). Вайна работает 4 дня беэ корректировки расплава, обрабатывается 8 м поверхности 140 деталей), Футеровка беэ изменений. Выдержка кирпича в расплаве предлагаемого состава в течение 2 недель показывает отсутствие на нем дефектов.Преимущества предлагаемого состава расплава для борирования металлов по сравнению с известными состоят в том, что он обеспечивает малую корро" эионную активность расплава к футеровочному материалу, позволяет испольэовать соляные электродные ванны с внутренним обогревом. Расплав стабильно работает при борировании серийных деталей, обеспечивает получение технологических толщин 0,08- 0,10 мм для стали 20 + цементация без корректировки в течение 100 ч хорошо отмывается с поверхности деталей и позволяет совместить нагрев под борирование с нагревом под закалку, Износостойкость борированных пластин повышается в 2 раза. 1. Расплав для борирования сталь,ных деталей, включающий Фторсодержащие и борсодержащие вещества, хлориды щелочных или щелочноэемельныхметаллов, о т л" и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью уменьшения корроэионной акттйвности расплава и повышения его стабильности, в качествефторсодержащего вещества он содержитФтористый натрий йри следующем соотношении компонентов, масс.%:Хлориды щелочныхили щелочноземельных металлов 92-96,5Фтористйй натрий 2-5Борсодержащиевещества 1,5-32, Расплав по п.1, о т л и ч а ющ и й с ятем что в качестве борсодержащего вещества он содержитпорошок бора.3. Расплав по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве борсодержащего вещества он содеригитполиборид магния.Источники информации,йринятыево внимание при экспертизе1, йвторскбе свидетельство СССР9405971, кл. С 23 С 9/04, 1971.2. НцгСег 0 "ц Тесп. Н 1 йй, Огп 9 Н,1962, 17, РЗ, В, 132-140.