Способ упрочнения изделий из стали и чугуна

(19) И 1 р С 23 С 9/04 ОМИТЕТ СССР Й И ОТКРЫТИЙ ДАРСТВЕННЫ ЕЛАМ ИЗОБРЕ ИЯСАНИЕ РЕ ОРСКОМУ ЕТЕЛ ин, ский,С.Л.Евтифеев 8.8 ство СССР 04, 1981. НИЯ ИЗДЕпутем бори(21) 3379511722-02(54)(57) СПОСОБ УПРОЧЛИЙ ИЗ СТАЛИ И ЧУГУНА рова ния с поспедуюшею супьфидированием,отпичающийс я тем,что,сцепью повышения рабочего ресурса обрабатываемых издепий за счет попучениячередующихся покапьных боридньцс и супы.фидных слоев, перед борированием на поверхность издепий наносят регупярныймакрорепьеф, борирование проводят нагпубину меньшую, чем вь 1 сота макрорепьефа, поспе етого проводят шнифованиена гпубину выступов макрорепьефа, асульфидирование проводят в составах,нейтрапьных к боридному спою,Борирэвание иэделия производится пюбыми известными методами. В результатеборирования попучаем диффузионное пскрытие, повторяющее геометрию поверхности,Поспе удапения выступав на их местахобразуются участки материапа без боридов, По этим участкам и происходит диффузия серы, Выступы и впадины поэвопяют попучить композиционное боросупьфицированное покрытие и на. тех стапях,чугунах и других материалах, гце возможно попучение борированных покрытий, неимеющих игопьчатое строение. Кроме того, на этой стадии процесса боросупьфидировайия попучают точные геометричеокие характеристики издепия.Поспеднюю стадию процесса (супьфицирование) проводят пюбым известным методом.В резупьтате попучают боросупьфицированное покрытие, обпадающее высокимиизносостойкими антифрикционнымИ и противоэадирными свойствами, высоким качеством поверхности и стабильными точностными характеристиками издеиия,П р и м е р. На поршневой папец хоподипьного компрессора ПГ 7 (материаппапьца стапь 48) наносят ряд чередующихся выступов и внацин резцом, Поспе,этого поршневой палец помешают в насыщающую борирующую смесь спедующегосостава, вес.%;Карбид бора 84Бура 16Процесс борирования осуществпяют вгерметичном контейнере (контейнер гер-метиэирован натрийсипикатным стекпом)при нагреве в печи в режиме 950 С 2 ч.Поспе охпаждения контейнера иэвнекают детапи прокипячивают их в воде (дпяудаления напипшей смеси), просушивают,Поспе этого шпифованием удапяют выступы. Бпифование производят на кругйошпи- фовапьном станке мод. ЗБ 153 У кругомЛО 251 ООСМ,К 8. Супьфидирование производят в ванне состава, вес,ч.: КС 1 45, Нц 5 О 55, М5,р О я. 6 й с С Ч 8 2. В ремя обработки 1 ч при 570 ОС.В результате попучают супьфицированный спой на гпубину 188 мкм с содержанием серы 22 - 45 ов поверхностном спое 28 мкм и дапьнейшим ппавным падением содержания серы до уровня нормапьного ее содержания в стапи 45 на гпубине 155 мкм и гпубже, Сера в супь 1 1087873 1Изобретение относится к метаппургии,а именно к диффузионному насыщениюметаппов и сппавов, и может быть испопьзовано для повышения надежностии долговечности детапей машин, напримерпоршней гицравпических машин, копенча-тых вапов компрессоров, поршневых пащцев и т.д,Наибопее бпизким к преапагаемомупо техничеокой сущности и цостигаемому 10эффекту явпяется способ,боросупьфидирования издепий из стапи и ч.угуна, согпасно которому получают борированное покрытие, которое затем обрабатываетсяв супьфидирующем расппаве, обпадающем 15травящими свойствами Я,Полученное по этому методу боросупьфидированное покрытие обпадает мапойтопщиной (О;3 - 0,5 общей топщины боридного споя). Кроме того, из-за непо Остоянства состава супьфидирующего расппава во времени, связанного с истощением и загрязнением рабочей ванны, затруднено поддержание постоянной скорости стравпивания и в ходе процесса сульфидирования требуется постоянная корректировка как состава расппава, так и времени выдержки в нем. Это затрудняетстабильное попучение издэпий с высокимиточностными характеристиками. ЗОЦель изобретения - повышение рабочего ресурса обрабатываемых издецийза счет попучения чередующихся локальных боридных и супьфицных слоев.Поставленная цепь достигается тем,что согпасно способу упрочнения иэде 35пий иэ стали и чугуна путем борированияс поспецующим супьфидированием, передборированием на поверхность изаепийнаносят регупярный макрорепьеф, бориЬОрование проводят на глубину меньшую,чем высота выступов макрорельефа, поспеэтого проводят шпифование на гпубинувыступов макрорепьефа, а супьфиаирова 1"ие проводят в составах, нейтрапьных кборианомуспою.Ь 5Предпагаемый способ боросупьфидирования закцючается в спедующем.На детапь наносят регупярный репьефна гпубину 0,2 мм. Поспе этого детапьборируют на гпубину 120 150 мкм,Затем сошпифовывают выступы цо уровнявпадин, На местах выступов попучаютэоны материапа основы (стапь ипи чугун).а на местах впадин - борированные участки с толщиной боридного споя 120180 мкм. На поспеанем этапе обработкидетапь супь 4 йщируют в расппаве, нейтрапьном по отношению,к борианым фазам..Таблица 1 Травление 9; 1 19 1,0 1 0 аничесфобреа 8,9 6 16; 8 0 1,7, 2,1 008 фидном покрытии содержится в виде супьфиаа железа Ге 5 с микротвердостьюН 3900 Мпа,Супьфианрование производят в расппаве состава, вес.ч,; Ь 1 С 0 47 К 50 525,5, КС 6 27,5, Каэ 2 О 6, М 01 СМЬ2. В атом расплаве сульфиаируют чугунС 418-36 Время обработки 1 ч при400 С. Получают сульфианое покрытие ссодержанием серь в поверхностном спое 1толщиной 30 мкм 16 - 22% и плавнымснижением и выходом на нормальное соаержание серы на глубине 200 мкм.В результате сульфидирования инструментальной стали Х 22, совмещенного с 15низким отпуском етой стали при темпе-.;ратуре 200 С в течение 1 ч в расплавесостава, вес.ч.: ХСЙб 69, МО бг 0322, К Н СИЗ 9, получают супьфидноепокрытие на глубину 8 мкм. Содержание 20серы у поверхности 6 8% и плавно снижается ао исхоаного содержания серы встали Х 12 на глубине 8 мкм.Борианое покрытие при суньфидировании в этих расййавах остается нетронутым и препятствует проникновению серыв участки стали и чугуна, защищенныеэтим покрытием.И результате вэпучают череаова низ.боридиых и супьфианых слоев, т,е. компо- ЗОзипионное боросупьфнаирова нное покрытие; Полученное Йокрытие обладает новышенными арактеристйками " износостойкостью и противозааиростойкостью,4что выявлено при испытаниях на специальном испытательном стенде.Исследования позволили установить, что после борнрования получают,диффузионный борированный спой, имеющий, например, на стали 45 иглообраэный характер; с поверхности иглы высокобористой фазы ГеВ с микротвердостью Нр до 20000 МПа, затем фазы ГеВ с микротвераостью Но до 18000 МПа. Иглы с поверхности расположены сплошным фронтом, аепающим невозможным сульфицирование в известных насыщающих средах (жидких, твераых ипи газооб.разных). На стали 45 получают аиффуэи онный боридный спой толщиной 115 мвм, После шлифования получают в местах впааин боридный слой толщиной 100 мкм, а в местах выступов 10 - 20 мкм. Причем в местах выступов располагаются фактически концы боридных игп,",а междуннйи свободная ставь. При супьфидироваиии сера диффунаирует именно в этих зонах.Условия испытаний следующие: око рость скольжения 2,5 м/с, смазка граничная маслом АС, база испытаний 15,7 м .м 10 м.Результаты испытаний на машине трения СМЦприведены в табл. 1.Срок службы покрытия ао полного износа (ускоренные испытания) приведен в табл. 2.Таким образом, срок службы обрабатываемых изделий увеличивается в 3 раза.1057573 Табпица .2 работы до попногония, ч гуорос упьфрди ярным репье 53 пьфид ние травяще 2 Составитепь Л. Бурпинова едактор Ю. Ковач Техред Л.Пипипенко Корректор Г. Огар