Состав для борирования стальных изделий

Авторызобретен С. Заневский и СК, Просвиров Пермский госуда и проектный инс( 5 ь) состдв для Борировдния стдльных ИЗДЕЛИЙ1Изобретение относится к металлургии, а именно, к х мической обработке. металло вов, в частности, к состав фузионного борирования, и использовано в машинострои металлургической и приборо ной промышленности. областиимико-терв и сплаам для дифможет бытьтельной, строительани00( ставе про течение Ффузионо с озволясли- астк и т ром тав Известен стальных де бида бора и Борирова водят при т ч, при эт,ные слои гл Недостат става являе ет проводи 1 тельной сре так как в э оплавление того, насыщ невелика, состав для борироалей, содержащий30 криолита 1.ие в известном соомпературе 900 С вм формируются дибиной О,11 мм.ом .того известнося то, что он неборирование в оке без защитной осом случае происхооверхнбсти деталиющая способность твенныи научно-исследовательскитут нефтяной промышленности Наиболее близким к предлагаемому составу по технической сущности является состав для борирования стальных деталей, содержащий криолит, Фтористый натрий и карбид бора при следующих соотношениях ингредиентов, вес.:Криолит 25-30Фтористый натрий 3-5Карбид бора Остальное 21.Этот состав применяется для борироеания в пастах в условиях печного нагрева без защитной оснастки. В качестве связующего в известном составе используют 254-ный раствор клея БФв ацетоне.Однако насыщающая способност 1 ь указанного известного состава недостаточна. Так, например, при борирояании в этом составе стали чОМ при 880 С в течение 1 ч образуется диффузионный слой глубиной лишь 0,13 мм, д при более высокой температуре борирова" ние известным составом вообще невозможно, так как в этих у:;ловиях увели 3 0024чивается жидкотекучесть обмазки и воэ.никают оплавления на поверхности деталей,Целью изобретения является увеличение насыщающей способности состава,а также уменьшение вероятности оплав-.лений на поверхности деталей.Поставленная цель достигается тем,что состав для борирования стальныхдеталей, содержащий криолит, фтористый 1 рнатрий и карбид бора, дополнительносодержит фтористый барий при следуюЩих соотношениях ингредиентов, вес,3:Криолит 19,0-22,5фтооистый натрий 1,0-2,0Фтористый барий 8,5-12,0Карбид бора ОстальноеБлагодаря тому, что в состав дополнительно введен фтористый барий,20в борирующей обмазке при температуре 880 С образуется больше жидкой фазы, чем у известного состава и приэтом весь фтористый барий находитсяв расплаве, Это приводит к увеличениюнсмещения электродных потенциалов между карбидом бора и сталью, а по мереобразования боридного слоя смещениеэлектродных потенциалов происходитмежду карбидом бора и боридами железаУвеличение разности потенциалов обус- Зфлавливает рост скорости окислительно-восстановительных реакций, а следовательно, и концентрации атомов бора, на поверхности стали, что ускоряет процесс ее диффузионного насыщения.ИП р и м е р, Для получения предлагаемого состава были использованыследующие вещества: карбид бора,ТУ 2-036-705-77 порошок черного цвета), фтористый натрий, ГОСТ 4463-66 4 о(порошок белого цвета), фтористый барий, ГОСТ 7 168-75 белый порошок),криолит, ГОСТ 10561-73 1,белый порошок).Борирование предлагаемым составомпроизводят на образцах из стали марки 40 Х.Для этого сначала каждое веществопросеивают через сито с ячейками0,25 мм. Затем эти вещества взвешивают на технических весах и все вещества перемешивают в нужных соотношенияхдля получения. исследуемого состава,Потом отдельно готовят связующий раст.вор, представляющий собой 253-ныйИраствор клея Бфв ацетоне.Непосредственно перед нанесениемсостава на поверхность детали этотсостав смешивают со связующим раство 02 4ром до консистенции густой сметаны,а далее полученный состав с помощьюшпателя наносят слоем толщиной 3-5 ммна поверхность стальных образцов, раэ.меры которых были 6 х 12 х 22 мм, Заем производят сушку обмазки, длячего обмазанные образцы стали выдерживают в сушильном шкафу в течение30 мин при температуре +80 С,Обмазанные и высушенные образцы далее укладывают на жаростойкую подстав"ку и помещают в муфельную печь, нагретую до температуры борирования880 С или 930 С и выдерживают в ней11 ч, Затем производят изотермическуюзакалку образцов, для чего образцыдостают из печи и помещают на 15 минв ванну с расплавленным свинцом, температура которой составляет 350 С.После этого производят отмывку обмазки, находящейся нв поверхностиобразца, Для этого образцы помещаютв кипящую воду на 40-60 мин до полно.го отставания обмазки от поверхностиобразца.Данные о содержании насыщающейспособности составов приведены втабл. 1.Предельные и оптимальные значенияингредиентов предлагаемого составаприведены в табл. 2.Указанные выше значения ингредиентов являются граничными, так как ихизменения в меньшую и большую стороныне позволяют достичь поставленнойцели, а именно; состав, содержащий19,03 криолита, 14 фтористого натрия, 8 Ф фтористого бария и остальноекарбид бора ( см. табл. 1 опыт 2) обладает невысокой насыщающей способностью, которая позволяет производитьборирование на глубину лишь 125 мкмпри 880 С и на 169 мкм при 930 С, а.состав, содержащий 22,5 Ф криолита,13 фтористого натрия, 13 фтористогобария и остальное - карбид бора ( см.табл. 1, опыт 10) вызывает оплавление на поверхности образца, т.е. борирование получается некачественным.Технико-экономические преимущества предлагаемого состава для борирования стальных деталей по сравнениюс прототипом следующие: насыщающаяспособность предлагаемого составав 1,5 раза выше; предлагаемый составпозволяет увеличить температуру борирования до 930 ОС, что еще больше ( до1,7 раза) увеличивает насыщающуюспособность этого состава; применениепредлагаемого состава позволяет умень% 1002402 4 шить возможность появления оплавлений ного слоя нужной толщины, увеличения на поверхности деталейвероятность межремонтного периода работы машин оплавлений почти полностью исклочена. и мехайизмов, основные детали которыхимеют 8 олее износостойкую поверхность,Использовайие предлагаемого соста" з Ожидаемый экономический эффект от ва позволит получить экономию средств внедрения состава только по предприяза счет сокращения затрат средств и тиям Миннефтепрома на одной тысяче навремени борирования для получения сосов типа ЦНС 180 Х 1900 составит твердого и износостойкого поверхност- около 820 тыс.руб. Таблица 1 Ингредиенты, вес.Ф Свойства Состав Опыт, У Глубина бориро"ванного слоя,мкм,.при темпе"ратуре фтористыйбарий Карбидбора Наличие оплавле- ния поверхности образца фтористыйнатрий Криолит 880 С 930 С 180 10 80 19,0 1,0 8,0 нет 1 Предлагаемый 2 То же нет 1,0 8,5 201 19,0 нет 190 19,0 1,0 12,0 нет Остальное 180 216 Остальное 188 224 1,0 10,0 21,0 нет 2,0 0,0 6 21,0 нет 1,0 8 5 200 7 -1122,5 нет 193 8 нет 212 9 нет да да 166 180 12 да 26,0 4,0 Определитьневознет 13 Известный(прототип) можно П р и м е ч а н и е , Борирование всех образцов стали проводили в течение 4 ч. О насыщающей способности составов судили по глубине борированного слоя. 22,5 1,0 12,0 22 5 20 10,0 22,5 1,0 13,0 22,5 2,0 13,0 23,0 2,0 13,0 Остальное 125 Остальное 125 Остальное 161 Остальное 157 Остальное 155 Остальное 156 Остальное 179 Остальное 132 Остальное 140 Остальное 140 Остальное 130Оптимальныезначениявес.ФПредельныезначения,вес.3 Ингредиенты3 19,0-22 5 21,0 1,0-2,0 2,0 формула изобретенияСостав для борирования стальных 15 изделий, содержащий криолит, Фторис, КриолитФтористыйнатрийФтористыйбарий(арбид бора 7 10024 Таблица 2 8,5-12,0 10,0Остальное Остальное 02 8ый натрий и карбид бора, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увели,чения его насыщающей способности,он дополнительно содержит Фтористыйбарий при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ф:Криолит 19,0-22,5Фтористый натрий 1,0-2,0фтористый барий 8,5-12,0Карбид бора ОстальноеИсточники информации,принятые .во внимание при экспертизе1. Иеталловедение и термйческаяобработка, 1978, Ю 10, с. 62-632. Авторское свидетельство СССРМ 775171, кл. С 23 С 9/02, 1978Составитель Г. БахтиноваРедактор Н. Коляда Техрец Т.фанта Корректор О. БилакЗаказ 1733/11 Тираж 954 ПодписноеВНИП Государственного комитета СССРпп делам изобретений и открытий113035 Иосква, Ж- Раушская наб. д, 4/5Филиал 1 ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проетнад,