Состав для борирования стальных изделий

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть применено в качестве насыщающей средыдля диффузионного насыщения стальных изделий, преимущественно нз тепло.5стойких сталей, с целью повьыениякачества поверхностных слоев,Известен состав для борироваииястальных деталей, содержащий, вес.Фкриолит 25-30, Фтористый натрий 03-5, карбид бора остальное 1).В качестве связующего применяется25-ный раствор клея БФ-,4 в ацетоне.Введение в состав фтористого Йат- .рия уменьшает опасность оплавленияобмазки и способствует увеличениюскорости борирования.Недсстатком указанного состава является недостаточная прочность истекание обмазки с вертикальных иострых частей изделия при 10501100 фС и длительных выдержках, а также налипанне обмазкн,на изделиях.Это приводит к получению неравномерного слоя и увеличению трудоемкостипо очистке упрочняемой поверхности.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности н достигаемоему эффекту является состав для бори- .рования, содержащий следующие компоненты, вес,Ъ; карбид бора 45-бО, Зцабразивно-металлическую смесь 35-.52,натрий Фтористый 3-10 2 .данный состав позволяет проводитьпроцесс термодиффузионного насыщенияв обычной печной окислительной среде 35без защитной обмаэки при длительныхвыдержках. Входящая в состав абразивф.но-металлическая смесь отходышлифовально-эаточного производства)имеет размер Фракции менее 0,2 мй,. 4 Очто исключает ее предварительныйразмол перед смешиванием. Обмазказамешивается на гидролизованном этнлсиликате.Недостатком указанного составаявляется плохая адгезия и прилипаемость обмаэки при нанесении, а также налипание частиц обмазки на изделие после процесса химико-терми-ческой обработки и последующей вакалки.Кроме того, общим недостаткомдля обоих составов является трудность хранения быстрое высыхание ),высокая стоимость обмазок,.токсичность низкая культура производства ,55при использовании в качестве связующего обмазок гидролизованногоэтилсиликата, клея ВФ и ацетона.Целью изобретения является повышение насыщающей способности состава и класса чистоты обрабатываемойповерхности.Цель достигается тем, что составвключающий карбид бора, Фтористыйнатрий и абраэивно-металлическую б 5 смесь, дополнительно содержит криолит и окись алюминия при следующемсоотношении компонентов, вес.ЪАбразивно-металлическая смесь 12-20Фтористыйнатрий 3-10Окись алюминия 5-15Криолит 3-10Карбид бора ОстальноеОбмаэка замешивается на сульфитно-спиртовой барде, что приводитк улучшению технологичности нанесения.состава на поверхность.Введение в состав обиазки окисиалюминия способствует созданию болеепрочного каркаса и увеличивает жаростойкость обмазки, сохраняющейсяпри высокой температуре и длительнойвыдержке. Кроме того, контакт дисперсных тугоплавких частиц А 1 Ос поверхностью детали снижает налипание,Увеличение количества А 1 О всмеси против указанного умейьшаетсяскорость борирования, а уменьшениеприводит к появлению налипания обмазки.Наличие криолита в обмаэке увеличивает активность насыщающей смесивначале эа счет образования жидкойфазы, а затем за счет получения активной газовой среды по реакцииИа ЗА Г, -ф 7 йа Г + А ГЗ и образованиясети мелких разветвленных пор.Алюминий, отлагающийся на поверхности иэделия, частично диффундирует,внутрь, а большей частью окисля"ется собразованием тонкой окисиА 1 гОЗ,пренятствующей налипанию частиц обмаэки.Превышение количества криолитапротив укаэанного уменьшает прочностьобмазки и способствует ее стеканиюпри повышенных температурах, Применение в качестве связующего обмазкисульфнтно-спиртовой барды способствует хорошей смачиваемости и прилипаемостн обмаэки при нанесениина иэделие, Являясь отходами бумаж"но-целлюлозного производства, сульфитно-спиртовая барда дешева, нетоксична, обмазка на ее основене имеет трудностей приготовленияи хранения.Прецлагаемый состав позволяетпрсводить процесс борирования в обычной печной окислительной среде приповышенных температурах 10001100 С ) и длительных выдержках.Обычно процесс химико-термическойобработки совмещается с нагревомпод термическую обработку,П р и м е р. Проводят термодифФузнонное насыщение из смеси предложенного состава в обмазках на образцах ф 12 н Рж 40 мм при 1050и 1100 С, Обмаэку готовят смешивани- о4 1027281 Таблица 1 Времяпроцесс Состав обмазки 8 б 2. Известный (про 60 ВС + 35 абраз металлическая см 2 тотип внось + 5 йа 8 2 редлагаемые ва нты иА 12 03 ое 24 134 ЗОО 292) 15-абразивно-метаая смесь+ 5 йаЕ+йа 3 А Еб+ В 4 С осталь е 8 б) 20 абразив ческая смесь + 1 +5 А 1 ОЗ+ 10 йа + В 4 С остальное о металл йаЕА 1 Е 70 2 12 8 ем порошкообраэных компонентов сульфитно-спиртовой бардой. Обмазку толщийой.4;б ж наносят на образцыокунанием и шпателем, затем сушатпри 80; 120 С в течение 1 ч, Затемобразцы помещают в электропечь,нагретую до температуры процессаборирования, н выдерживают 4;8 ч.Закалку проводили с температуры насыщения. При закалке обмазка отделялась с поверхности образцов. 10КомпоиейФМдля насыщения смесиприменялись в следука 1 ем виде: технический карбйд бора по ГОСТ 3647-71и 5744-74, фтОРистый натрий маркифч - ГОСТ 4463-66, абразивно-металлическая смесь, просушенная при250-300 С в течение 1 ч, окись алюминия безводная, криолит,В табл. 1 представлены результатыдиффузионного насыщения образцовсталей 5 ХЗВЗМФС и ЗХ 2 В 8 Ф,Из табл. 1 видно, что у теплостойких сталей ДИи. ЗХ 2 В 8 ф насыщаю 1. Известный 25 йа А 1 Е,+ В 6 остальное щая способность борирования в предло 1 кенном составе на 5-10 выше,Табл. 2 показывает, что чистотаповерхности после окончания химикотермической обработки и закалки длявсех легированных сталей выше посравнению с сопоставленными.Рассмотрение й сопоставление результатов состояния поверхности приборировании матриц для прессования,а также образцов после медленногоохлаждения показывает, что поверхность обмазки ровная, без трещин,раковин и глубоких пор и хорошо удерживается на острых частях детали.Это говорит об малой окисляемостиобмазки в процессе химико-термической обработки, что приводит к появлению равномерного диффузионногослоя, без сколов, трещин, пор ираковин. состоящего из борида Ее 2 Ви незначительного количества ЕеВ.Именно такие покрытия гокаэываютнаибольшую работоспособность приэксплуатации штампового инструмента.1027281 1Таблица 2 остав обмазки, вес 1. Известный 25 йа А Е +5 йаЕ+ 18-2 12 остальн 8 и2 3ное 12-15 12-1 алличес 3льное 88 оставнтель Л; Бурлехред С.Мигунова тор С. Патрушева аз 4679 Тираж 956 Подписное ИИПИ Государственного комитета СССР по делам Фобретений и.открытий . 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.2. Прототип;60 В 4 С + 35 абразивно металлическая смесь + 5 йаЕПредлагаемые вариантыа ) 15 абразивнометаллическая смесь.+ + 10 А 10 + 5 йазАЗЕ + В С остальноеб ) 20 абразивно-ме ческая смесь + 10 йа Е + 10 йазА 1 Е 6 + ВС осв 10 абразивно-мет кая смесь+ 3 йаЕ+ 1 + 3 йазд 1 ЕВ +.В С ост ва, Корректор Г.Решетник