Состав для жидкостного боросилицирования стальных изделий

(51) ЕТЕНИ ИДКОСТНОГО БО ТАЛ Ь Н ЫХ ИЗДЕЛ я поверхностного зделий. Сущность и держит, мас,%: б ец 5-15; натрий ге тористый натрий 5 -(57) Испорочненибретени40-60; сфторсил1 табл. 1 АВ ДЛЯ Ж ИРОВАНИЯ С льзование: дл я стальных и я: состав со иликомарган икат 10 - 30; ф ИИ уп- зоура ксакии инсти ов В.Д. Упрочоение, 1986,Изобретение о частности к хими е металлов, а имен тного .асы щения олей с образован тоящего из борид Известрования, сопри следуюмас %КарбидБураНедостся быстроеактивностистали У 8 А 30-40 Остальноеостава являетеньшение егоечение 2 ч натолщиной 60 -бора тком данного с истощение и умпри 900 С в тбразуется слой 70 мкм.Известенрования стал ру, тетрафто при следующ мас. О/;Б ра 51-53я 34-36 Остально изобретения явл ющей способно износостойкости Тетрафторборат нБор аморфный ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Полевой С,Н. и Евдокимнение металлов, М.: Машинос. 141. тносится к металлургии, о-термической обработно к процессу поверхносталей бором в расплаве ием защитного слоя, соов железа. ен состав для жидкостного бори- держащий карбид бора и буру, щим соотношении компонентов,состав для жидкостного бориных изделий, содержащий буборат натрия, бор аморфный м соотношении компонентов,Данный состав используют в тече длительного времени - 180 - 200 ч. Одн активность расплава весьма низкая: 900 С в течение 2 ч на стали У 8 А образу слой толщиной 70 - 80 мкм.Наиболее близким к изобретению является оасплав для жидкостного борирования, содержащий следующее соотношение компонентов, мас.%:Хлористый натрий 20Силикомарганец 30Бура Остальное Данный процесс осуществляется в тигельных печах-ваннах при 900 С, За 2 ч глубина боридного слоя на стали УВА составляет 70-80 мкм. Однако данный расплав имеет низкую жидкотекучесть, что затрудняет подвод к упрочняемой поверхности активных атомов бора, Кроме того, изданного расплава возможно получение только однофазного боридного слоя из боридов Ре 2 В, что снижает микротвердость покрытия.Целью яется увеличение насыща сти расплава и повышение покрытия.Поставленная цель достигается тем, что состав для жидкостного боросилицирования, содержащий буру, силикомарганец и активатор, дополнительно содержит натрий гексафторсиликат и в качестве активатора - фтористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас. ф :Бура 40-60 Силикомарганец 5 - 15Натрий гексафторсиликат 10-30 Фтористый натрий 5 - 20У.данного состава повысилась насыщающая способность расплава за счет увеличения его жидкотекучести, Натрий гексафторсиликат и фтористый натрий повышают жидкотекучесть, Последнее свойство позволяет также получать более равномерные покрытия по толщине слоя. Кроме того, предлагаемое соотношение компонентов йагВРв и МаР в расплаве изменяет строение расплавленной смеси - за счет ионизации расплава уменьшается концентрация громоздких катионных и анионных группировок, что снижает температуру плавления среды и, как следствие, понижение температуры начала диффузионного насыщения с 950 до 700 С, При этом увеличивается вероятность образования высокобористой фазы РеВ, что увеличивает микротвердость покрытия,Введение в предлагаемый расплав силикомарганца в количестве 5 - 15;4 увеличивает активность расплава, Увеличение количества силикомарганца свыше 15 ф приводит к образованию осадка-шлама, загрязняющего расплав, уменьшающего жидкотекучесть, насыщающую способность, микротвердость покрытия. Уменьшение его ниже 5 фне дает ощутимых результатов в интенсификации процесса.Использование натрия гексафторсиликата в количестве 10 - 30 фспособствует понижению температуры диффузионного насыщения с одновременным повышением жидкотекучести расплава. Увеличение количества натрия гексафторсиликата свыше 30 снижает активность ванны и способствует образованию боридов РегВ. Уменьшение его ниже 10 не изменяет интенсивность насыщения и структуру диффузионного слоя.Благодаря введению фтористого натрия в количестве 5 - 20 физменяется строение расплавленной среды, уменьшаются катионные и анионные группировки, что уменьшает вязкость и увеличивает электрическую проводимость расплава. Введение в жидкостный расплав фтористого натрия менее 5 фнецелесообразно, так как строение рас 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 плавленной среды не изменяется. Увеличение количества фтористого натрия свыше 20 снижает активность насыщающей среды.П р и м е р. Состав для жидкостного боросилицирования стальных изделий готовят следующим образом. Буру прокаливают при 400 С в течение 1 ч для удаления кристаллизационной влаги. Взвешивают порошкообразные компоненты состава в соответствии с указанными в таблице пределами, В жаростойкий контейнер, нагретый до рабочей температуры 900 С, засыпают буру, После ее расплавления вводят последовательно фтористый натрий, силикомарганец, натрий гексафторсиликат в соотношениях, указанных в составах 1-9.При этой температуре упрочняемые образцы из стали У 8 А размером 10 х 10 х 30 мм погружают в расплав, Для активизации расплава через него пропускают постоянный ток в течение 20 мин (плотность тока на катоде-о эразце 0,15 - 0,2 А/см, напряжение 6 - 24 В). После этого ток выключают, анод в виде графитового стержня извлекают из тигля и ведут процесс диффузионного насыщения в течение 1 - 4 ч.После окончания процесса диффузионного насыщения проводят процесс деборосилицирования в течение 5 - 7 мин, меняя полярность катода и анода, пропуская обратный ток, что позволяет значительно сократить время отмывки борируемых деталей.Компоненты при приготовлении состава применяются в виде порошкообразных материалов фракцией 0,2 мм: бура техническая, Ма 2 В 40 ГОСТ 8429-57; натрий гексафторсиликат МагЯГб ТУ 6-09-1461-76; фтористый натрий марки "Ч" ГОСТ 4463-66, порошкообразный силикомарганец,Результаты диффузионного насыщения стали после обработки из составов, содержащих компоненты в различных соотношениях, представлены в таблице.Как видно из таблицы, толщина образованного слоя на стали У 8 А при 900 С в течение 2 ч составляет 150-180 мкм, в то же время насыщение из известного состава при тех же условиях позволяет получить лишь 100 мкм, При этом без активизации расплава путем пропускания по нему электрического тока толщиной диффузионного слоя резко снижается до 140 мкм (состав 9).Полученные данные свидетельствуют о повышении насыщающей способности расплава из предлагаемого состава по сравнению с известным в 1,6-2,0 раза, Увеличение1740492 Составитель И.ДашковаТехред М,Моргентал Корректор О,Кравцова Редактор Н.Швыдкая Заказ 2054 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 износостойкости образуемого покрытия по сравнению с известным произошло с 42 до 30 м/см км,Использование состава для жидкостного борирования стальных изделий обеспечивает по сравнению с известными увеличение насыщающей способности расплава на 60 - 100 о , увеличение микротвердости покрытия, получение равномерного диффузионного слоя на деталях сложной конфигурации, снижение пористости покрытия, уменьшение времени отмывки борируемых деталей в 2-3 раза, обеспечивает возможность многократного его использования. Ф о р мул а из об рете н и я Состав для жидкостного боросилицирования стальных изделий, содержащий буру, силикомарганец и активатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличениянасыщающей способности состава и повышения износостойкости изделий, он дополнительно содержит натрий гексафторсиликат, а в качестве активатора - фтори стый натрий при следующем соотношениикомпонентов, мас. :Бура 40-60 Силикомарганец 5 - 15 Натрий гексафторсиликат 10 - 30 15 Фтористый натрий 5-20