Среда для электролизного борохромирования стальных деталей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 291179 (21)2689833/22-02 с присоединением заявки ЙВ (23) Приоритет -Опубликовано 15.1080. Бюллетень МВ 38 Дата опубликования описания 15.1080(51)М. Кл,3 С 23 С 9/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения В.Д. Коротков Воронежский технологический институт(54) СРЕДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО БОРОХРОМИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХДЕТАЛЕЙ 10 1Изобретение относится к химико- термической обработке металлов и мо. жет быть использовано для повышения надежности и долговечности конструкционных и инструментальных материа лов, применяемых в машиностроении.Известна среда для жидкостного борохромирования, содержащая бор и хромсодержащие компоненты 11.Однако насыщение в этой среде не позволяет получать равномерные по глубине боридные покрытия на сталях и мелкокристаллическую переходную диффузионную зону.Известна насыщающая среда для борохромирования металлов состоящая (мас.Ъ) из буры (68-76), фтористого натрия (17-19), окиси хрома (5-15). Борохромирование из этой среды осуществляется путем электролиза 20 расплава при плотности тока на катоде О, 15-0, 2 А/см , температура 900- 950 оС (2) .Однако при борохромировании в этой среде формируются боридные покрытия 25 с крупнозернистой переходной (диффузионной) зоной. Вследствие этого разупрочняется насыщаемый металл, снижается его ударная вязкость и сопротивляемость динамическим нагрузкам. 2Целью изобретения является получение насыщающей среды для жидкостного борохромирования, которая позволяла бы получать качественные боридсодержащие покрытия, обладающие большой устойчивостью к воздействию динамических нагрузок и более высокой износостойкостью.. Поставленная цель достигается тем, что в среду, в состав которой входят бура, фтористый натрий и окись хрома, дополнительно вводят галогениды редкоземельных металлов, при этом содержание компонентов берут в следующих соотношениях, мас.В:Хлориды или фториды РЗМ 510Фтористый натрий 16-18Окись хрома 5-10Бура 64-72В качестве галогенидов РЗМ в среду вводят хлориды или фториды ланта на и церия.Благодаря введению хлоридов или фторидов РЗМ изменяется строение расплавленной среды, уменьшаются катионные и анионные группировки за счет ионизации.и, как следствие этого, уменьшается вязкость, увеличивается электропроводность среды.771189 Таблица 1 Содержание в составе, мас.Ъ; Состав Фтористый Окись хрома натрий Бура Хлористыйлантан Фтористыйцерий 10 10 18 72 69 17 10 10 16 64 18 17 69 15 76 При электролизе предлагаемой среды на катоде наряду с бором и хромомвыделяются редкоземельные металлы,которые,диффундируя в металлическуюматрицу, увеличивают долю металли. ческой связи в боридах и нейтрализуют вредное влияние бора и углерода на температуру начала роста зернааустенита. Вследствие этого зерноаустенита стали во время диффузион,ного насыщения не увеличиваетсяв размерах, и при последующем охлаждении с температуры диффузионного насыщения формируется мелкокристаллическая структура продуктов распадааустенита, легированного бором, хромом и РЗМ. Это приводит к повышению 15ударной вязкости, износостойкости,сопротивляемости динамическим нагрузкам покрытий, полученных в предлагаемой насыщающей среде, по сравнению с покрытиями, полученными в из- ,Щвестной среде.При предлагаемом соотношении компонентов бура с Фтористым натриемобразуют эвтектику, плавящуюся при694 С, имеющую максимальную электропроводность (удельная электропроводность при 900 С х = 0,8 Ом см ),минимальную вязкость,Введение окиси хрома менее 5 мас.%нецелесообразно, так как, в этом случае процесс. химико-термической обработки сдвигается в область борирования, введение в расплав более10 мас.% окиси хрома приводит в процессе электролиза к образованию неравномерных боридных покрытий.Введение хлоридов или фторидовРЗМ менее 5 мас.% не вызывает измельчения зерна диффузионной зоны,а следовательно, не изменяет уровняэксплуатационных свойств покрытий 40 по сравнению с покрытиями, полученными в известной среде.Введение хлорйдов или Фторидов РЗМ.более 10 мас.Ъ нецелесообразно, так как в этом случаерезко снижается концентрация хрома в покрытиях, увеличивающего долю металлической связи в боридах, что в конечном итоге приводит к снижению сопротивляемости сталей с боридными покрытиями ди-. намическим нагрузкам, снижению износостойкости. П р и м е р. Готовят эвтектическую смесь, состоящую из буры и фтористого натрия, плавят ее в графитовом тигле, а затем вводят окись хрома и перемешивают расплав. После растворения окиси хрома вводят хлорид или Фторид редкоземельного металла.В приготовленных таким образом насыщающих средах проводят диффузионное насыщение стали 45 при 900 фС катодной плотности тока 0,15 А/см в те" чение 2 ч. В процессе опытов измеряют электропроводность расплава, проводят микроанализ образцов с покрытиями, испытывают образцы на износ и склонность к образованию трещин под действием ударных нагрузок. В табл.1 приведены составы предлагаемой (1-6) и известной (7) сред.В табл. 2 приведены результаты ,диффузионного насыщения.Как видно из таблицы, обработка в предлагаемой среде позволяет поюучить детали с поверхностью, обладающей в 1,5-2 раза большей износостойкостью и выдерживающей удельные динамические нагрузки на 30-50 кгс/смбольше, чем при обработке в известной среде.-ом см Лсм Микротвердостьслоя,Нво 2кгс/мм Балл . зерна диф фузионной зоны Глубинаслояборидов,мкм ЧД кгс смв Износна100 т,м. Состав 0,62 1600 185 1,4 185 1,5 200 1 0,6 1800 0,65 1700 185 1650 0,6 1,5 1800 0,58 190 1,5 0,62 1700 1,2 200 2,5 0,55 1600 150 Формула изобретения 405-10 Составитель Л.БурлиноваРедактор Г.Мозжечкова Техред НГраб . Корректор М.Коста Заказ 6626/38 Тираж. 1074 Подписное БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП ПатЕнт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 99-109100-105 95-100 85-90 93-100 90-95 96-100 1. Среда для электролиэного боро,хромирования стальных деталей, содержащая буру, фтористый натрий и окись хрома, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения износостойкости и сопротивления динамическим нагрузкам обрабатываемых поверхностей, она дополнительно содержит галогениды реэкоземельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.В:Бура б 4-72 Фтористый натрий 16-18 Окись хрома 5-10 Галогениды редкоземельных металлов 2. Среда по п.1, о т л и ч а вщ а я с я тем, что в качестве галогенидов редкоземельных металлов используют хлориды илн фториды лантана.3. Среда по п.1, о т л и ч а вщ а я с я тем, что в качестве галогенидов редкоземельных металлов используют хлориды или фториды церия. Источники информациипринятые во внимание при зксйертиэе1. Ляхович Л.С. Многокомпонентные диффузионные покрытия, М., 1974, с. 69-73.в2, Авторское свидетельство СССР Р 608849, кл. С 23 С 9/10, 1978.