Легирующее диффузионно-насыщающее покрытие

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я"Р 9 М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) ЛЕГИРУЮЩЕЕ ДИФФУЗИОННОНАСЫЩАЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ(57) Изобретение относится к литейномупроизводству, в частности к технологии поверхностного упрочнения режущего и штампового инструмента. Цель изобретения - повышение эксплуатационных свойств штамЯО 1424961 5 ц 4 В 22 0 1900 В 22 С 30 пового и режущего инструмента. Легируюшее диффузионно-насышаюшее покрытие содержит феррованадий, ферротитан, хлористый аммоний, ферромолибден, декстрин, карбамид, бор, алюминий, никель и науглероживающий компонент при следуюшем соот. ношении компонентов, мас.%: науглероживаюший компонент 3, 57, ферротитан 714, ферромилибден 3, 57, феррованадий 3,57, алюминий 3,57, бор 714, карбамид 0,7. 2,1, хлористый аммоний 0,350,7, декстрин 3,57, никель - остальное, В качестве науглероживаюшего компонента предлагается использовать ацетиленовую сажу. Реализация изобретения обеспечивает высокие эксплуатационные свойства инструмента,Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии поверхностного упрочнения литого режущего и штампового инструмента.Цель изобретения - повышение эксплуатационных свойств штампового и режущего инструмента.Покрытие включает феррованадий, ферротитан, хлористый аммоний, науглероживающий компонент и дополнительно содержит форромолибден, декстрин, карбамид, бор, алюминий и никель при следующем соотношении ингредиентов, мас./о:Науглероживающийкомпонент 3,5 - 7Ферротитан 7 - 14 Ферромолибден 3,5 - 7Феррованадий 3,5 - 7Алюминий 3,5 - 7Бор 7 - 14 Карбамид 0,7 - 2,1 ХлористыйалюминийДекстринНикель В качестве науглероживаюшего компонента предлагается использовать ацетиленовую сажу. При ее содержании в составе менее 3,5 мас.о/о не достигается достаточная степень легированности твердого раствора углеродом, что отрицательно сказывается на эксплуатационных свойствах инструмента (режущих свойствах); при содержании ее выше верхнего предела происходит перенауг. лероживание жидкого расплава, что приводит к резкому увеличению карбидной фазы и понижению содержания легирующих элементов в твердом растворе. Входящий в состав покрытия алюминий предупреждает образование окислов, выгорание углерода, легируюших элементов. При его содержании менее 3,5 мас./о, указанного эффекта не наблюдается и в результате ухудшается качество отливок; если же его количество превышает 7 мас./о, резко ухудшаются прочностные характеристики инструмента из-за увеличения содержания алюминия в твердом растворе и по границам зерен.Декстрин является связующим и одновременно препятствует окислению жидкого расплава. При уменьшении его содержания ниже нижнего предела не предупреждается окисление, что препятствует диффузии легируюших элементов, понижается активность покрытия, уменьшается поверхностная твеодость; при увеличении содержания декстрина выше верхнего предела происходит науг. лероживание жидкого расплава., в результате чего понижается поверхностная твердость и ухудшается качество инструмента. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Ферротитан, ферромолибден, феррованадий - карбидообразующие соединения, при их термическом разложении через хлориды образуются соответственно атомарный титан, молибден, ванадий, которые в свою очередь образуютинтерметаллиды; карбиды. Установлено, что если их содержание в пасте ниже нижнего предела, то в структуре диффузионного слоя исключено образование интерметаллидной фазы, в результате понижается твердость, теплостойкость и эксплуатационные характеристики отливок; а если содержание их больше верхнего предела, указанного в составе покрытия, то в диффузионном слое образуется чрезмерное количество интерметаллидной фазы и резко ухудшаются прочностные и пластические характеристики (ударная вязкость, прочность пограничных слоев, сужение, удлинение).Бор образует бориды,дибориды, При его уменьшении ниже нижнего предела образуется больше боридов, что приводит к понижению твердости; если увеличить его количество выше верхнего предела, возрастает количество диборидов, что приводит к охрупчиванию отливок.Карбамид является азотсодержаним соединением, дающим нитриды. Уменьшение его количества менее 0,7 мас./, дает образование недостаточного количества нитридов и карбонитридов, что отрицательно сказывается на твердости и износостойкости отливок; а увеличение его количества выше верхнего предела (2,1 мас.о/,) вызывает хрупкость упрочняюшего слоя отливок.Хлористый аммоний является катализатором и в сочетании с алюминием играет роль сильного восстановителя. Если содержание его менее 0,35 мас./о, понижается насыщающая активность покрытия, ухудшается диффузия легирующих элементов, понижается качество инструмента; если же содержание его более 0,7 мас.%, качество также ухудшается из-за газовой пористости.Никель входит в состав твердого раствора, упрочняет его и образует с карбидообразующими металлами интерметаллиды.Способ осуществляют следующим образом.Приготовленное в смесителе покрытие дисперсностью 0,3 мм наносят вручную на рабочую поверхность холодной пресс-формы (рабочие вкладыши изготовлены из материала 4 Х 5 МФС) слоем толщиной 1,5 мм и на стержень, изготовленный из низкоуглеродистой стали, Затем сушат покрытие в течение 20 мин, вставляют стержень в пресс-форму и устанавливают последнюю на машину литья под давлением. После этого нагревают прессформу со стержнем до 300 С, заливают расплав из низкоуглеродистой стали под давлением, выдерживают в пресс-форме 20 с,Составитель О. БелковРедактор А. Шандор Техред И. Верес Корректор Н. КорольЗаказ 4719/11 Тираж 74 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 раскрывают пресс-форму, выталкивают отливки и охлаждают до комнатной температуры. После этого отливку подвергают закалке и последующему отпуску.Перед термообработкой структура упрочненного слоя представляет легированный твердый раствор на основе железа с дисперсными включениями из карбидов, боридов, диборидов, нитридов, и карбонитридов. В процессе закалки часть карбидов, нитридов и карбонитридов, как и химических соединений с бором, растворяются в твердом растворе, повышая его легированность.В процессе отпуска из твердого раствора выделяются легирующие элементы и углерод в виде высокодисперсных карбидов молибдена, ванадия, титана, интерметаллидов типа М, М, вызывая дисперсионное твердение. При этом значительная часть легирующих элементов остается в твердом растворе. Вторичное твердение усиливается превращением остаточного аустенита (образующегося при закалке) в мартенсит.Указанный механизм перераспределения легирующих элементов между твердым раствором и карбидами в сочетании с вязкой сердцевиной биметаллического инструмента (из стали 30) обеспечивают ему высокую поверхностную твердость, износостойкость, теплостойкость, удовлетворительную конструктивную прочность и вязкость. Получаемые свойства и относительно глубокий упрочненный слой (более 1,5 мм) придают инструменту высокую стойкость и увеличивают срок службы за счет возможности выполнения многократных переточек. Легирующее диффузионно-насыщающеепокрытие, содержащее феррованадий, ферротитан, хлористый аммоний и науглероживающий компонент, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств штампового и режущего инструмента, оно дополнительно содержит ферромолибден, декстрин, карбамид, бор, алюминий и никель при следующем соотношении компонентов, мас.%.Науглероживающий20 компонент 3,5 - 7Ферротитан 7 - 14 Ферромолибден 3,5 - 7 Феррованадий 3,5 - 7 Алюминий 3,5 - 7 Бор 7 - 4 Карбамид 0,7 - 2,1 Хлористы йаммонийДекстринНикель