Паста для борохромирования стальных деталей

Союз СоеетскикСоциалистическиеРесттублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ749933тееудерстеенный канитет СССР по делан каебретенкй и открытий( гр ( десский ордена Трудового Краси политехнический институт 1) Заявитель) ПАСТА ДЛЯ БОРОХРОМИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХДЕТАЛЕЙ 15 для диффузионндукцио инома для бороащая бор аморв количествеества смеси 1.порошковых асьпцения сталидля осуще1Изобретение относится к химико термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано для повьппения износостойкости, надежности и долговечности широкой номенклатуры деталей машин, например, шатунов и поршней гидравлических машин, поршневых пальцев и распределитепьных валов автотракторных двигателей и др, Применение пасты заявляемого состава позволит во многих случаях заме 1 нить дорогие дефицитные стали на наиболее дешевые, что в комплексе с повышением ресурса работы машин, даст значительный экономический эффект. Известны составы паст ного насьпцения стали при и нагреве ТВЧ, например паст алитирования стали, содерж фный и алюминиевую пудру 2-10% вес от общего количИзвестны также составы смесей для диффузионного н при печном нагреве, наприме ствления процесса хромирования стали методом влюмотермии 21Насыщаюшаяся смесь состоит из окисихрома, алюминия, фтористого вгпоминия иокиси алюминия при следующих процент-,ных соотношениях;100%25 50 А 1 рО + 50 75% (80%СТО++20% АР)1 + 3-5% АРР,Недостатками известного состава порошковой насьпцающей смеси является то,что покрытия, полученные при диффузионном насыщении из этой смеси обладаютповышенной хрупкостью (вследствие образования карбидов хрома), недостаточными антифрикционными и противозадирными свойствами, следствием чегб явлется повьпценный износ контртела; недостаточная активность смеси, следствиемчего является большая продолжительностьпроцесса (8 - 10 час и токсичность при.меняемых активизаторов (алюминий фтористый).Бель изобретения - создание такогосостава, который позволял бы при обраТаблица 1 Ингредиенты, вес,% Ис СЕ КВГ,Сг 0 Состав В 28 10 10 2 31 12 12 34 14 14 3 0,5 0,5 3 74993 ботке повысить износостойкость изделии и улучшить их противозадирные свойства,Это достигается при проведении процесса диффузионного насыщения из пасты следующего состава вес.%: 5Окись хрома 28-34Бор аморфный 28-34Хром 10-14Апюминий 10-14Калий фторборат 3-10 Я Натрий хлористый 0,5-7 Натрий фтористый, 0,5-7 Окись хрома и хром являются поставщиками атомарного хрома в поверхностный елой металла., При уменьшении содержания 15 и смеси указанных компонентов ниже 28 вес.% и 10 вес.% (соответственно) происходит обеднение ж -гвердого раствовора хрома вжелезе, что снижает твердость и износостойкость покрытия, Увели чение содержания окиси хрома и хрома более 34 вес.% и 14 вес.% (соответсч- венно) не приводит к улучшению эксплуатационных свойств покрыгия.Бор аморфный и калий фторборат явля ются поставщиками Сора в поверхностный слой металла, кроме того калий фторборат является активизатором процесса наеьпцения, Уменьшение содержания бора в пасте ниже 28% не целесообразно, так 30 как при этом не происходит существенно-, го улучшения эксплуатационных свойств покрытий; увеличение содержания более 34 вес.% приводит к значительному росту твердости, что повьшает износ контртела, з 5 Индукционный нагрев ТВЧ проводят до температуры 1100-1130 С при изсь термической выдержке 30-50 с, При доо стижении температуры 500-550 С в пас 3 4"Алюминий является восстановителемхрома из.его окиси; уменьшение его ксьличества ниже 10 вес.% ведет к тому,что реакция восстановления идет не паностью. Избыточное количество алюминия (свыше 14 вес.%) приводит к диффузии алюминия в металл, что снижаеттвердость и износостойкость покрытий.Хлористый и фтористый натрий являютсяактивизаторами процесса и совместно скалий фторборатом дают качественнуюзамену токсичному фтористому алюминию(в прототипе). Уменьшение количествахлористого и фтаристого натрия меньше0,5 вес.% и калий фторбората меньше0,3 вес.% приводит к ухудшению процесса диффузионного насыщениями увеличениеболее 7 вес.% хлористого и фтористогонатрия и 10 вес.% калийфторбората приводит к ухудшению чистоты поверхности(разьеданию),П р и м е р, На упрочняемые участкидеталей, например шаровые опоры шатунагидравлической машины 210,32, материал - ЗОХЗМфА, работающие в паре с поршнем, материал-азотированная сталь38 ХМЮА, наносят пасту, составы которойприведены в таблице 1. Пасту наносятокунанием до толщины 2-3 мм. в несколько приемов с подсушкой каждого слоя притемпературе 80-100 С в течение .10 о15 мин. Связкой служит раствор нитроцеллклозы в ацетоне.Составы паст для поверхностного легирования шатунов приведены в табл. 1,те бурно развивается и протекает изотермическая реакция восстановления хромаиз окиси хрома, в результате чего скорость нагрева детали резко возрастает.5 749933 После отключения нагрева и,подструживания до 900-850 С проводят закалку приоохлаждении водой с помощью спрейерае Па Таблица 2Микротвердость и глубина слоя в зави-.симости от состава пастыГ. 5Исследования диффузионных слоев (металлографич ескиъ и рентгеноструктурные) позволили установить, что они состоят из а. твердого раствора хрома в железе, ле О гированного бором и боридом (6 Сг ) 3,0,2 1000 0,35 1200 0,26 1200 Результаты сравнительных испытаний износостойкости на машине трения СМЦпосле обработки в известном и предлагаемом составах приведены в табл. 3,маслица Э Глубина и микротвердость диффузионныхслоев йз стали ЗОХЗМФА приведены втабл, 2 15 0,3 0 0023 0 0027 0 003 .0,0018 0,0018 0,001 055 2 0 0009 0 0018 0 0010 0,0003 0,0010 0,0012 0,05 0 0013 0 0014 0 00300 3 0,056 014 0,0020 0,0021 Известная 0 0048 0 0043 0 0040 0,0017 0,0018 0,0020 Нагрузка: 40, 80 1 ОО (,указанного состава е время получать наои глубиной 0,2- повышать износоньк деталей гидро при следуюОВ, ВЕС.70; отноПрименение пасть позволяет за коротко стали диффузионные сл 0,35 мм и позволяет стойкость ответствен машин в 2,5-3 раза,Задиростойкость о выше, чем после обрфторборат калияшении компонеОкись . хромаАлюминийХром 28-3 28-34 10-14 0-14 аморфный 1ий хлористыйий фтористый О,борат калия О,Источники информацииые во внимание при экЗащитные покрытия надумка, 1971, вып. 5ффузионное хромироваках методом алюмотерадов 3 Всесоюзной конфо-термической обрабппавов;Минск, 1977,74 Подписное бразцов в 3 аботки в изв 45 Нат Нат фто ом 5-7Эспертиземеталлах.,с, 132 а изобре я е нстал ри тх, 50 борохромирования ржащая окись хро чающаясят енияизносостойко противозадирньк с о содержит хром, б ,хлористый, натрий ИПИ Заказ 45 Наукова 2. Ди в порош сы доил по химик ираж 10ма и апюмием, что, с сти иэделий войств, она ор аморф фтористый,60/20 Т и отке метал с. 113, иап ППП "Патент, г. Ужгоро. Проек 1 ная,фо р мул Паста для деталей, соде ний, о т.л и целью повыш и улучшения дополнительн ный, натрий ЦНИ ф