Состав для жидкостного борирования стальных изделий, преимущественно электролизного

)5 ПИСАН ВТОРСКОМУ БРЕТЕНИ ИДЕТЕЛ ЬСТВ Яй:.ф ф,1) 4880441/О ческии институт ма мпонентные дифск, 1974, с. 183. во СССР , 1988. 10 - 3 5 - 20 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИИ ГКНТ СССР(56) Ляхович Л,С. Многокофузионные покрытия, МиАвторское свидетельсМ 1548264, кл, С 23 С 8/7 Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для повышения стойкости технологической оснастки и деталей оборудования.Известен расплав для электролизного борирования, содержащий буру и окись марганца в следующих соотношениях, мас.%: бура 90 - 95; окись марганца 5 - 10. Данный расплав при плотности тока на катоде 0,1-0,3 А/см при температуре 900 С в течение 2-4 ч позволяет получить толщину боридного слоя 60 - 100 мкм.Однако насыщающая способность данного расплава относительно низкая вследствие малой его жидкотекучести. Кроме того, отсутствие активатора и веществ каталитического действия не позволяет интенсифицировать процесс насыщения.Известен расплав для электролизного боромолибденирования, содержащий буру молибденовокислый натрий в следующих соотношениях, мас.%: бура 0-100; молибденовокислый натрий 100-0, Данный расплав(54) СОСТАВ ДЛЯ ЖИДКОСТНОГО . РОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, ИМУЩЕСТВЕННО ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО (57) Использование: в металлургической, машиностроительной, авиационной и других отраслях промышленности при упрочнении стальных изДелий, работающих в условиях абразивного износа при высоких температурах в зоне трения 600 С, Состав содержит, мас.%: бура 45 - 60; барный ангидрид 10-20; трехокись молибдена 5 - 20; силикомарганец 5 - 15; фтористый натрий 10-20. 1 табл,позволяет получать слои двух типов - борированные и молибденированные, При этом борированные слои толщиной 60 - 80 мкм образуются при плотности тока на катоде 0,05 - 0,55 А/см и температуре 950 - 1100 С в течение 2 - 4 ч. Легированные бориды обладают относительно высокой износостойкостью,Однако. насыщающая способность данного расплава относительно низкая. вследствие малой его жидкотекучести, Крометого, данное соотношение компонентоврасплава приводит к быстрому его истощению,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является расплав для борирования,содержащий следующее соотношение компонентов, мас.%:Бура . . 40 - 60Сил икомарганец 5 - 15Борнокислый литий 0Фтористый натрий10 15 20 30 35 40 45 50 55 Данный расплав при электролизном борировании стали У 8 А при температуре900 С в течение 2 ч позволяет получитьтолщину диффузионного слоя 190 мкм, Однако износостойкость данного покрытия относительно невелика - б 010 кг/мкм,Кроме того, недостаточное содержание компонентов бора в расплаве приводит к быстрому его истощению и, как следствие,уменьшению насыщающей способностирасплава.Цель изобретения - повышение износо-стойкости диффузионного покрытия при сохранении высокой насыщающейспособности расплава.Поставленная цель достигается тем, чторасплав для злектролизного боромолибденирования стальных изделий, содержащийбуру, силикомарганец и фтористый натрий,дополнительно содержит борный ангидриди трехокись молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%:Бура 45 - 60Борный ангидрид 10 - 20Трехокись молибдена 5 - 20Сил икомарганец 5 - 15Фтористый натрий 10 - 20У технического решения появилось новое свойство - повысилась износостойкостьдиффузионного покрытия при сохранениивысокой насыщающей способности расплава за счет повышения боро- и молибденосодержащих веществ и более медленного ихразложения до активных атомов бора и молибдена. Кроме того, предлагаемое соотношение компонентов буры, борногоангидрида и трехокиси молибдена в расплаве изменяет строение расплавленной смеси- за счет ионизации расплава уменьшаетсяконцентрация громоздких катионных и анионных группировок, что снижает температуру плавления среды и, как следствие,понижение температуры диффузионногонасыщения с 1100 С до 900 С. При этомувеличивается вероятность образованиявысокобористой фазы РеВ, легированноймолибденом, что увеличивает микротвердость и износостойкость покрытия,Введение в предлагаемый расплавтрехокиси молибдена в количестве 5 - 20%способствует легированию боридов ГеВ иГе 2 В, что ведет к повышению износостойкости покрытия. Увеличение количества трехокиси молибдена свыше 20% снижаетактивность ванны и уменьшает жидкотекучесть расплава. Уменьшение его ниже 5%не приводит к ощутимым результатам в износостойкости покрытия.Использование силикомарганца в количестве 5. - 15% увеличивает активность расплава. Увеличение количества силикомарганца свыше 15% приводит к образованию осадка - шлама, загрязняющего расплав, уменьшающего его жидкотекучесть, насыщающую способность, микротвердость покрытия. Уменьшение его ниже5% не дает ощутимых результатов в интенсификации процесса.Благодаря введению фтористого натрия в количестве 10 - 20% изменяется строение расплавленной среды, уменьшаются катионные и анионные группировки, что уменьшает вязкость и увеличивает электрическую проводимость расплава. Введение в жидкостны 1 расплав фтористого натрия менее10% нецелесообразно, так как строение расплавленной среды не изменяется, Увеличение количества фтористого натрия свыше 20% снижает активность насыщающейсреды. Использование борного ангидрида в количестве 10 - 20% способствует повышению насыщающей способности расплава. Увеличение количества барного ангидридасвыше 20% приводит к подавлению процесса боромолибденирования, а уменьшение его ниже 10% снижает насыщающую способность расплава,П р и м е р. Расплав для злектролиэного боромолибденирования стальных изделий готовят следующим образом, Буру прокаливают при400 С,в течение 4 ч для удаления кристаллизационной влаги. Взвешивают порошкообразные компоненты состава в соответствии с указанными в таблице пределами, В жаростойкий контейнер, нагретыйдотемпературы 700 С,эасыпаютбуру и борный ангидрид, а затем повышают температуру до 900 С. После их расплавления вводят последовательно фтористый натрий, силикомарганец, трехокись молибдена в соотношениях, указанных в таблице. 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. обратный постоянный ток в течение 5 мин. Затем меняют полярность и проводят в течение всего периода диффу-. зионное упрочнение,1 - 4 ч плотность тока на катоде-образце 0,15 - 0,2 А/см, напряжение б - 24 В). Процесс диффузионного насыщения ведут в течение 1 - 4 ч.По окончании процесса диффузионного насыщения проводят процесс деборомолибденирования в течение 5 - 7 мин, меняя полярность катода и анода, пропуская обратный ток, что позволяет значительно сократить время отмывки боромолибденированных деталей.1744144 Составитель В.РоговРедактор М.Петрова Техред М.Моргентал Корректор Т,Пал Заказ 2170 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям,при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Производственно-иэдате Закалку проводят с температуры диффузионного насыщения в масло.Компоненты при приготовлении состава применяются в виде порошкообразных материалов фракцией 0,2 мм, Состав со держит буру техническую (йа 2 В 407). ГОСТ 8429-57; фтористый натрий марки "Ч", ГОСТ 4463-66;силикомарганец(31 Мп), ГОСТ 4756- 77, марки СМн 20; порошкообраэную трех. окись молибдена (МоОэ) и борный ангидрид 10 (В 20 э),Результаты диффузионного насыщения стали после обработки составом, содержащим компоненты в различных соотношениях, представлены в таблице, 15Как видно из данных таблицы, толщина образованного слоя на стали У 8 А при температуре 900 С втечение 2 ч остается на том же уровне, что и у известного. Однако износостойкость покрытия в сравнении с извест ным увеличивается в 1,33 - 1,50 раза.Использование предлагаемого распла-. ва для злектролиэного боромолибденирования стальных изделий обеспечивает по сравнению с известными повышение износостойкости покрытия на 33 - 50; при сохранении высокой насыщающей способности расплава, снижение пористости покрытия, уменьшение времени отмывки борируемых деталей в 2 - 3 раза, обеспечение возможности многократного его использования.Формула изобретения Состав для жидкостного борирования стальных изделий, преимущественно злектролизного, содержащий буру, силикомарганец и фтористый натрий, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения износостойкости покрытия при сохранении насыщающей способности расплава, он дополнительно содержит борный ангидрид и трехокись молибдена при следующем соотношении компонентов, мас,0,Бура 45 - 60Барный ангидрид 10 - 20 Трехокись молибдена5 - 20 Силикомарганец 5 - 15 Фтористый натрий 10 - 20