Состав для борирования стальных изделий из расплава

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУбЛИН А 1 О 9) 80 и) 23 С 8/ Г 5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Н АВТ 2.7-02Бюл. Р 48ров, В.В.Бахмат,Е.В.Дозморова,и В.Я,Копачев51.06(088,8)е свидетельство СССРС 23 С 8/52, 1982,(21) 4444878 (22) 20.06,88 (46) 30, 12. 9 (72) С.В.Дозмо И.А.Антипов, А.А. Брынский (53) 621.785 (56) Авторск гв 1093727, кл отвердости борированноет образования боридовреакции:е МеВ+2 В+С;-Ф Мес 15+В2 ВС 1-ъРеВ+2 МеС 19,го при шение микр слоя за сч протекании ВС+М МеВ+(Х ЗИаС+Ме 2 ЯаМеСГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СОСТАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬККХИЗДЕЛИИ ИЗ РАСПЛАВА(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, а Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, а именно к процессам борирования, и может быть использовано в машиностроении для повышения твердости и коррозионной стойкости инструмента.Цель изобретения - повышение микротвердости и корроэионной стойкости.Состав содержит хлорид натрия, карбид бора и редкоземельный элемент, в качестве которого взят металл иттриевой подгруппы при следующем соотношении компонентов, мас.Х: .Карбид бора 50 - 75Металл иттриевойподгруппы 5-30Хлорид натрия ОстальноеВведение в состав металла иттриевой подгруппы (гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций) обеспечивает повнименно к процессам борирования, иможет быть использовано в машиностроении для повышения твердости икоррозионной стойкости инструмента.Цель изобретения - повышение стойкос"ти. Состав содержит 50 - 75 мас.Хкарбида бора, 5 - 30 мас.й редкоземельного элемента и остальное иттриевой подгруппы хлорид натрия. В качестве редкоземельных элементов вводятгадолиний, тербий, диспроэий, гольмий,эрбий, тулий, иттербий, лютеций.,Состав позволяет повысить микротвердость на 50 Х, а корроэионную стойкость - в 4 - 500 раз. 3 табл. где Ме - металл.иттриевой группы.Образование боридов железа и соединений металла иттриевой подгруппы подтверждается:рентгеноструктурным исследованием борипного слоя, которыйпроводится на диракционном рентгеновском спектрометре "ДРОВ-ЗУМ", ипоказал наличие таких боридов, какРеВ, МеВ, МеВ 4, МеВ и смешанныхборидов типа МеРеВ и МеВ 4 С, Образование этих боридов приводит к сущест1617046 Таблица 1 Ф.Компоненты Содержание компонентов, мас. Ж Металл иттриевойподгруппьФКарбид бораХлорид натрия 175 5 4 62 5 75 76 20 20 20 3130 49 50 20 20 ЯВ качестве металлов иттриевой подгруппы взятыгадопиний, диспрозий, гольмий, эрбий, иттербий,лютфций венному росту микротвердости боридно,го слоя.Расплав готовят следующим образом. 5В расплав, содержащий хлорид натрия и карбид бора, вводят металл иттриевой подгруппы в виде гранул размером не более 2 мм при интенсивном перемешивании без применения защитной 10 атмосферы. Затем погружают цилиндри" ческие образцы иэ сталей марок У 8 и 7 хЗ, по три образца каждой марки стали, и выдерживают их нри температуре 1223 К в течение 3 ч. Дпя равномер" 15 ного насыщения расплав перемешивают со скоростью 1 обс.,Составы исследуемых расплавов приведены в табл. 1В табл. 2 представлены результаты 20 испытащй боридного слоя, усредненные по трем образцам, Все измерения проводили но стандартным методикам.Из табл, 2 следует, что для составов 1 и 5, содержащих согласно табл.1 25 более 30 и менее 5 Х металла иттриевой подгруппы, насьзцающая способность состава уменьшается.Наиболее оптймальным является сос тав, содержащий от 5 до ЗОЖ металла 30иттриевой подгруппы.При этом микротвердость увеличи-вается до 21740 - 22500 ИПа, что по сравнению с известным составом (14700 ИПа) соответствует увеличениюболее чем на 503В табл. 3 представлены результаты лабораторных испытаний на коррозион" иую стойкость и микротвердость. Скорость коррозии определяют по .увеличению массы образцов после выдержки при Т=800 С в течение 48 ч.Массу налипшего алняиния определяют после вырубки 1000 деталей размерами 50 х 50 мм на опытном штампе. После штамповки поверхность штампа обрабатывают раствором щелочи в течение 1 ч. Содержание алюминия определяют во всем объеме комплексонометрическим титрованием с алюминоном.Из данных, табл. 3 следует, что скорость газовой коррозии уменьшается в, 510 раз.Таким образом, предлагаемый состав по сравнению с известным позволяет увеличить микротвердость боридного слоя на 50 Х и коррозионную стойкость в 4 " 500 раз. Формула изобретения Состав для борирования стальных изделий из расплава, содержащий борсодержащее вещество, редкоземельный элемент и хлорид натрия, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения микротвердсти и корроэионной стойкости, он в качестве борсодержащего вещества содержит карбид бора, а в качестве редкоземельного элемента содержит один из металлов иттриевой подгруппы при следующем со- отношении компонентов, мас.З:Карбид бора 50- 75Иеталл ит"триевойподгруппы 5-301617046 Состав Результаты измерений Толщина Микротвер- Обнару- слоя, дость, женные мкм МПа борнды Предлагаемый составГадолиний 216401017046 Продолжение табл,2 1Состав Результаты измеренийеаеТолщина Обнаруслоа, женные мкм бориды Марка стали Металлиттриевой подгруппы Микротвер"доств,МПа Гол ьмий 7 ХЗ. Ре В, НоВ:.1 рбий 7 ХЗ Ре В, ЕгВ Иттербий 45 46 49 40 38 22500 22520 22580 22400 22360 1 2 3 4 5 РеВ, УЬВ Дютеций 1 2 3 4 5 22440 22460 22500 22360 22300 42 43 4 38 35 7 ХЗ Ре В, ьпВ.,Таблица 3 Масса налипшего Скорость коррозии,мг/смчОТ=800 С) Легир ующийредкоземельный элемент Микротвердость,МПа алюминии, гсм, после выруб" ки 1000 деталей на штампе Известный 7,5 10 8,9109,0 10 0,37 0,50 0,48 14700 14500 14400 1,3 101,2100,7 10 1,5 10 1,9110 2,710 0,07 0,04 0,050,09 0,19 0,23 21820 21800 ,21760 21800 21780 21800 составЛантанПразеодимНеодим Предлагаемый составГадолинийДиспрозийГольмийЭрбийИттербийЛютеций 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 39 38 42 43 43 Зб 33 41 43 44 37 35 22380 22360 22440 22460 22460 22320 22260 22420 22460 22480 22340 22300