Порошкообразный состав для борирования изделий из углеродистых сталей

(19) (11) 1 А 4(5 С 23 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИИ АВТОРСИОИ 1 У СВИДЕТЕЛЬСТВУ гу", ; .,г 65-75Остальн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Белорусский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут(54) (57) ПОРОШКООБРАЗНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ, содержащий карбид бора, Фтористый алюминий и окись алюминия, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости борированных изделий из углеродистых сталей, работающих в условиях сухого трения скольжения, он дополнительно содержит порошок железа при .следующем соотношении компонентов, мас.уКарбид бора 15-17 Фторнстый алюминий 2-, 4 Порошок железаОкись алнииния ое1 11 б 4314Изобретение относится к области металлургии, а именно к химико-термической. обработке металлов и сплавов из порошковых насьпцающих сред, в частности к диффузионному борираванию, и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности.Цель изобретения - повышение изнасостайкости борированных изделий из углеродистых сталей, работающих в условиях сухого трения скольжения.В порошковой среде, включающей порошки карбида бора, Фтористога алюминия и окиси алюминия, дополнительно используется порошок железа.Бориравание осуществляется при 800-1000 С в течение 2-12 ч в контейсоотношения соответствует 0,23. Если это соотношение меньше 0,23, то наблюдается уменьшение величины бори;.,нога слоя, соответственно ухудшаются его свойства.Уменьшение процентного содержания парашка железа и карбида бора ниже указанных значений при сохранении соотношения между ними в пределах 0.,23-0,24 нецелесообразно, так как зто приводит к снижению толщины борицного слоя.Использование предлагаемого состава не приводит к ухудшению технологичности процесса по сравнению с прототипам, т.е, смесь не спекается, не налипает на изделие, и, таким образом, не ухудшает качество поверхности. Даже при таком большом содержании парашка железа в смеси (до 757) применение в качестве активатора фтористого алюминия в сочетании с герметизацией контейнера за счет использования плавкага затвора обеспечивает высокие технологические свай 1 п 15 20 25 ства смеси и сохраняет чистоту поверхности на уровне 0,4-08. В табл.1.приведены некоторые сведения па технологичности процесса борирования с использованием известного и предлапри 950 С в течение 4 ч,о нерах с плавким затвором.функциональное назначение компонен"тов в новом составе следующее: ВС - основной поставщик бора, в результате термической диссациации которого образуется атомарный активный бар; А 1 Г - активатор процесса, обеспечивающий интенсиФикацпо роста боридного слоя и препятствующий спеканию смеси, А Г О - инертная добавка.Использование в предлагаемой порошковой среде для борирования парашка железа приводит к изменению характера твердафазных реакций в порошковой Среде, а в итоге к образованию на упрачняемай поверхности изделий из углеродистых сталей аднофазного бориднаго слоя, Учитывая меньшую хрупкость однафазных боридных слоев и большую прочность связи их с основным металлам, можно ожидать более высокой работоспособности их в условиях малых скоростей скольжения и высоких удельных нагрузок по сравнению с двухфазными баридными слоями, образующимися на поверхности изделий при борировании их из извест- ного состава, При этом его стабилизирующее,цействие проявляется лишь в том случае, если соотношение между количеством порошка железа и карбидом бора не превышает 0,24. В случае превьппения этого соотношения при использовании данной насьпцающей среды происходит Формирование двухфазного слоя (РеВ+Ре В) на поверхности обрабатываемых изделий, которые характеризуются повьппейнай хрупкостью, при данных условиях испытаний слой не работоспособен. Нижний предел этого гаемага составов, П р и м е р, Бариравание проводят Износостойкость одно- и двухфазных слоев определяют по удельной потере массы образцов и уменьшению их линейных размеров. Испытания проводят на машине УТТВ. Условия испытания: пара трения втулка - плоскость скорость скольжения Ч=О, б 3 м/с, нормальная нагрузка ц и = 0,25 дан/мм,г температура воздуха =20 С. Сравнительные данные па изнасастайкасти барираванной стали 45, эксплуатирующеися в условиях сухого трения скольжения при использовании известного и предлагаемого составов, приведены в табл, 2.Таким образом, использование в качестве насьпцающей среды для барирования предлагаемого состава позволяетувеличить износостойкость барированныхиэделий из углеродистых сталей, эксплуатирующихся в условиях сухого трения скольжения, в 2 раза по сравненпо с изделиями из углеродистых сталей, борированных в известной порошковой среде1164314 Таблица 1 Технологичность процесса Состав насыщающей среды, мас.% Состояние насыщающей среды послеХТО Состояние поОперации приготовления верхностиупроч.изделийсмеси Известный Просушка ис- : Налипание сме-.50 В 4 С+44 АХ 0+4 ИьО + ходных ком- си отсутствует +2 АРРпонентов Спекание смесиотсутствчет Смешивание компонентов средыСмешивание ком- Налипание смепонентов смеси си отсутствует Спекание смесиотсутствует Т а б л и ц а 2 я Удельная потеря массы,г/см Уменьшение размеров, мм Путь трения, мСостав насыщающей Режим ХТОсредьмас.Х150 РеВ 950 0,035 5 18 В 4 С + 1 АРО+ ее + 76 Ре + 5 АЙР 950 Ре В 180 РеВ При заниженном количестве карбида бора и железа в смеси на сталях формируетсятонкий боридный слой, который при данных условиях износа разрушается, ФМПри использовании состава с количеством ВС выше заявленных пределов на изде-.лиях формируется двухфазный боридный слой, который является достаточно хрупким и при данных условиях эксплуатации скалывается. Предлагаемый15 В 4 С + 18 А 2 О+