Способ электролизного борирования углеродистых сталей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1046340 С 9/1 Ъ. ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ К(54) (57) СПОСОБ БОРИРОВАНИЯ УГ ЛЕй, включающий н борирования до темп чередование выдерж выключенном токе эле ся тем, что, с целью у фузионного слоя и пр цесса, выдержку при изводят 0,5 - 1,0 мин, 10 - 15 мин в первом ее увеличением на 10 ледующем цикле. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(72) И. М. Спиридонова, М. И. Милян, А. М. Овруцкий, А. С. Малкин, А. Н. Величко, В. Е. Кураков и Л, А. Скоблик (1) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им, 300-летия воссоединения Украины с Россией(56) 1. Ляхович Л. С. и др. Борирование стали. М., Металлургия, 1967, с. 56 - 57.2. Авторское свидетельство СССР471400, кл. С 23 С 9/04, 1968.3. Авторское свидетельство СССР768854, кл. С 23 С 3/10, 1979. ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО ЛЕРОДИСТЪХ СТА- агрев в расплаве для ературы насыщения и ки при включенном и ктролиза, отличающийвеличения глубины дифоизводительности провключенном токе проа при выключенном - цикле с последующим - 15 мин в каждом посИзобретение относится к химикотермической обработке, в частности к электролизному борированию, и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталейИзвестны способы электролизного борирования, позволяющие получить на поверхности двухфазный слой глубиной до 250 мкм, характеризующийся повышенной хрупкостью 1.Однако использование этих способов приводит к большим затратам электроэнергиии является малопроизводительным.Известен способ электролизного борирования, включающий проведение процесса борирования в два этапа: выдержку в расплавепри пропускании тока электролиза в течение 3 ч и выдержку в расплаве при отклю 15чении тока электролиза в той же ванне при950 - 1050 С 2 .Недостатками этого способа являются малая производительность процесса борирования, значительные затраты электроэнергии, онедостаточный уровень эксплуатационныхсвойств.Наиболее близким к предложенному потехнической сути и достигаемому результатуявляется способ электролизного борирования углеродистых сталей, включающий мно-гократное чередование выдержки в расплаведля борирования при включенном токе в течение 40 - 60 мин и обжига при выключенном токе в течение 20 - 30 мин,Известный способ позволяет повыситьэксплуатационную надежность деталей путем снижения хрупкости диффузионных слоев 13.Недостатком известного способа является большая длительность выдержек в расплаве как при включенном, так и выключен- З 5ном токе,Целью изобретения является увеличениеглубины диффузионного слоя и производительности процесса.Цель достигается тем, что согласно способу электролизного борирования углеро одистых сталей, включающему нагрев в расплаве для борирования до температуры насыщения и чередование выдержки при включенном и выключенном токе электролиза,выдержку при включенном токе производят 450,5 - 1,0 мин, а при выключенном - 10 -15 мин в первом цикле с последующим ееувеличением на 10 - 15 мин в каждом последующем цикле.Проведенные эксперименты по определению оптимального времени выдержки в ванне для борирования при выключенном токепоказали, что при выдержке менее 0,5 минв диффузионном слое отсутствует фаза ГеВ,не обеспечивается необходимая глубинаслоя; при времени выдержки в интервале0,5 - 1,0 мин формируется фаза ГеВ при оптимальной глубине слоя; при времени выдержки более 1,0 мин происходит рост фазы ГеВ, что тормозит процесс диффузии боридов.Эксперименты по определению оптимальной выдержки в ванне для борирования при выключенном токе показали, что начиная с времени выдержки в течение 5 мин происходит частичный распад фазы ГеВ. Оптимальное время выдержки, обеспечивающее распад фазы ГеВ, .и оптимальный рост глубины составляет в первом цикле 10 - 15 мин, а в последующих увеличение этой выдержки на 10 - 15 мин. Увеличение времени выдержки нецелесообразно, так как роста глубины слоя не наблюдается.Количество циклов выбирается из расчета необходимой глубины борированного слояПример, Для борирования были изготовлены образцы из стали 45. Параметры процесса электролизного борирования: температура электролита Т = 900 С, плотность тока электролиза= 0,25 А/см, которые оставались неизменными при борировании образцов по двум сравниваемым способам,По известному способу время выдержки составляло при включенном токе 40 мин, при выключенном 20 мин. Количество циклов равно 4.По предложенному способу время выдержки при включенном токе составляло 1 мин во всех четырех циклах, Время выдержки при выключенном токе в первом цикле составляло 15 мин, во втором цикле 30 мин, в третьем цикле 45 мин, в четвертом цикле 60 мин.Как показали микроструктурные исследования, борированный слой, полученный по ,предложенному способу, содержит меньшее количество дефектов и имеет большую глубину борированного слоя по сравнению с известным способом в 2 раза.На фиг. 1 представлена микроструктура после борирования по предложенному способу; на фиг. 2 - то же, по известному способу.В сравнении с известным способом, включающим электролизное борирование при 900 С в течение 3 ч и плотности тока электролиза 0,25 А/см , борирование по предложенному способу повышает производительность процесса борирования и обеспечивает значительное снижение расхода электроэнергии: если за две рабочие смены по известному способу на участке электролизного борирования можно сделать 4 загрузки, при этом общее время борирования составляет 12 ч, при расходе электроэнергии 24 - 60 кВт/ч, то по предложенному способу за то же время и при той же глубине слоя можно сделать пять загрузок с общим временем борирования 0,2 ч и расходе электроэнергии 0,3 - 0,8 кВт/ч, что обеспечивает техникоэкономическуюю эффективность.1046340 Составитель Р. КлыковаТехред И. Верес Корректор О. Билак Тираж с б Подписное Редактор А. ШандорЗаказ 7673/27 4 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и13035, Москва, Ж - 35, Раушс илиал ППП Патент, г. Ужгородитета СССР открытий я наб., д. 4 ул. Проектн