Состав для комплексного диффузионного насыщения стальных деталей

Совэ Советскип Социалистических республик(22) Заявлено 2511.77 (21) 2548275/22-02с присоединением эаявки Мо(23) Приоритет -Опубликовано 2501.80 Бюллетень М 3Дата опубликования описания 2 К 01,80 С 23 С 9/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ДИФФУЗИОННОГО НАСЬП 1 ЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ. Изобретение относится к составам для диффузионного насыщения поверхностного слоя металлов и сплавов, а именно для комплексного насыщения поверхностного слоя стальных деталей, и может применяться при проведении химико-термическойобработки деталей, к поверхностному слою которых предьявляются повьпценные требования по иэносостойкости, жаропрочности, коррозионной стойкости.Известны среды для диффузионного насыщения поверхностного слоя металлов и сплавов, содержащие насыщающий агент, активатор и инертный разбавитель, Насыщающий агент в этих средах состоит иэ борсодержащего соединения и легирующего элемента, а активатор представляет собой галогенсодержащее соединение 1). 20Известна также среда для диффузионного насыщения поверхностного слоя металлов и сплавов, содержащая насьпцающий агент, активатор и инерт ный раэбавитель, где в качестве насыщающего агента взято борсодержащее соедин ение с леги рующим эл ементом, например диборид хрома, а в качестве активатора используется несколько галогенсодержащих соединений Гулаг, МаСЕ, Сггг), в одно из которыхвходит легирующий элемент, при следующем соотношении ингредиентов сре, -ды, вес,в;Диборид хрома 20-80Активатор 0,5-10Инертныйразбавитель Остальное 2)Недостатком известной среды является то, что концентрация легирующего элемента Сг) в поверхностномслое покрытия незначительна и составляет 1-4 от весовой концентрацииборидов, что в значительной степенисказывается на физико-механическихсвойствах поверхностного слоя покрытия,Цель изобретения - повышение жаростойкости покрытия путем повышенияконцентрации в поверхностном слоелегирующего элемента, входящего всостав насыщающего агента, при одновременном насьпцении другим легирующим элементом из состава активатораДля достижения укаэанной цели состав для диффузионного насыщения поверхностного слоя металлов и сплавов,состоящий из насыщающего агента, активатора и инертного разбавителя, вкотором насыщающий агент состоит из,5 5 80 0 1 б Проводят комплекслей из стали 45 Х ремнием в гермеП мер ение дебором и ое на итано борсодержащего соединения и легирующегс элемента, а в состав активаторавходят несколько галогенсодержащихсоединений, одно из которых содержитлегирующий элемент, в качестве легирующего элемента активатора содержитэлемент с диффузионной активностьювыше диффузионной активности легирующего элемента насыщающего агента приследующем соотношении ингредиентов,вес.%:Насыщающий агентГалогенсодержащийактиватор 0,5-2Галогенсодержащийактиватор с легирующим элементом 0,5-815Окись алюминия ОстальноеВ качестве насыщающего агента состав содержит диборид хрома или дибориц.титана, а в качестве легирующего элемента активатора - алюминий 2 Оили кремний.Введение в состав активатора галогенсодержащего соединения с легирующим элементом, диффузионная актив-,ность которого выше диффузионной ак -тивности легирующего элемента насыщающего агента, придает ему, кромеуже известных функций активатора, новую функцию - дополнительное легиро-.вание поверхностного слоя обрабатывае-ЗОмой поверхности другим легирующимэлементом, входящим в состав активатора, при одновременном усилении основных функций активатора,Процесс, диффузионного насыщенияповерхностного слоя металлов илисплавов проходит следующим образом,В результате нагрева при химикотермической обработке происходит разложение галогенсодержащего соединения активатора, содержащего легирую Ощий элемент, с образованием активныхатомов легируюшего элемента и атомарного галогена, который, обладая пойьзшенной актив ностьюувеличиваетскорость транспортировки элементовнасыщающего агента к обрабатываемойповерхности, тем самым увеличиваястепень абсорбции и диффузию этихэлементов в поверхностный слой.Активные атомы легирующего элемента активатора, обладая достаточнойактивностью, тоже абсорбируют и диффундируют в обрабатываемую поверхность, что ведет к дополнительномулегированию поверхностного слоя другим легирующим элементом, При этомони не препятствуют проникновениюэлементов насыщающего агентаВ качестве легирующего элементагалогенсодержащего соединения активатора могут быть использованы различные металлы в зависимости от требований, предъявляемых к поверхностным слоям в условиях эксплуатации.К ним относятся требования по износостойкости, жаропрочности, коррозионностойкости и т,д но при выборе металла в качестве легирующего элемента активатора необходимо, чтобы диффузионная активность легирующего элемента активатора была всегда вышедиффузионной активности легирующегоэлемента насьпцающего агента,П р и м е р 1. Проводят комплексное насыщение деталей из стали 45 Ххромом, бором и алюминием в герметичных контейнерах в составе, содержащем в качестве насыщающего агентадиборид хрома (СгВ), а в качествеактиватора - галогеносодержащий активатор (ИН 4 Г) и галогенсодержащий. активатор с легирующим элементом (АВ Г )и окись алюминия при температуре обработки 1000 С и выдержке 3 часа,После обработки получают поверх-.ностные слои боридов железа (ГАВ),легированные хромом и алюминием.Результаты обработки представленыв табл. 1,тччных контейнерах в составе, содержащем диборид титана (Т 1 В ), активаторы БН 4 Р и Сая 1 рб и окись алюминия71116 3 Смесь 2 45 2,4,8 5 19,5 5 Из ание одер лдме отор и че видно, что и активатора динения с ле узионная акт иффузионной элемента нас 7-10-кратно ции легирующ го агента вспользогалогенгирующимив ностьактивносыщающегому увелиего элепов ерхпримеровв составеащего соетом, диффго выше дирующеговедет кк он цен транасьпцающе гент ению ента ое а нас а ю- Насыяд мула изобретени и, 1 тем,что в к :тивато е Составитель Л, БурлиноваРедактор Л. Алексеенко Техред М,Петко Корректо а Подписноеомитета СССРоткрытийая наб., д. 4/ Заказ 8 б 02/19 ЦНИИПИ по дираж 1074 осударств ам изобре ква, ЖногонийРауш 11303 ная ул. жгор илиал ППП ен Технологические параметры аналогичны примеру 1.После обработки получают поверхностные слои боридов железа, леостном слое металлов и сплавов с.дновременным насьпцением его другимегирующим элементом из состава. ак -иватора, что приводит к улучшениюизик о-механических характеристик,иповышает жаростойкость в 3-4 раза.. 1. Состав для комплексного диффузионного насыщения стальных деталей, включающий насыщающий агент, галоген содержащий активатор, галогенсодержащий активатор с легирующим элементом и инертный разбавитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения жаростойкости получаемых покрытий; в качестве легирующего эле мента галогенсодержащего активатора он содержит элемент с диффузионной активностью более высокой, чем диффузионная активность насьпцающего гированных титаном и кремнием.Результаты обработки представлены в табл. 2Таблица 2 О агента, при следующем соотношениикомпонентов, вес, Ъ:Насьпцающий агент 5-80Галогенсодержащийактиватор 0,5-2Гало г е нс оде ржащийактиватор с легирующим элементом О, 5-8Окись алюминия Остальн2. Состав по п. 1, о т л и ч ющ и й с я тем, что в качествесыщающего агента он одержит диборидхрома.3. Состав по и. 1, о т л ищ и й с я тем, что в качествещающего агента он содержит дибортитана.4. Состав по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качествелегирующего элемента активатора онсодержит алюминий,0 5, Состав по и и 3, о т л ич ающийс я ачествелегирующего элемента а ра онсодержит кремний.Источники информации,5 принятые во внимание при экспертиз1. Сб. Труды Ленинградскогоинститута авиационного приборостроения. Выпуск 90, 1974, с . 90-93.2. Сб. Защитные покрытия на меО таллах. Выпуск 3, 1972, с. 5-14.