Состав для карбонитроборирования стальных изделий

(51)5 С 23 С 8/5 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТ 2 9 88,8 Чуфисгов В.Н,инструмента меСтанки и ннО,РБОНИТРОБОРИРОВ1 йтносится к метали к химико-терми именно к сыщения стальных Иэобре чного80-9 анат лурякме ние о с мико-термичесо к процессу я стальных изии, в частности е, а о на ои обрабо иффуэионн зотом и бо одом, испол сии уг чеовано для увеЛинструментов, детав и механизмов,я - увеличение из может быт ния срока лужбыприборбре 1 ени й машин, Цель из ш и насыщающе ос ос тои пособно ости изделги составдля карб онитроборированиясодержааий один и Состаальных ели галлов или и ианато елочных олнитель о содержит аМм следующем соотмас . 7.:.мес ь, ний те бора. и миоиенго ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ СВИ(56) Артемчук В.Г, Повышение стойкост тодом карбониграци струмент, 1977,(54) СОСТАВ ДЛЯ КА НИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛ (57) Изобретение о лургии, в частносг ческой обработке, су диффузионного н изделии углеродом, азотом и бором,и может быть использовано для увеличения срока службы инструментов, деталей машин, приборов и механизмов.Цель изобретения - увеличение иэносостойкости иэделий и насыщающейспособности состава. Карбонитроборирование осуществляют в составе,содержа цем 80-90 мас.7 цианата щелочного металла и 10-20 мас.7, аммония тетрабората, Предложенный составимеет насыщающую способность на 20407 выше, чем известный состав ипозволяет увеличить износостойкостьобработанных в нем стальных изделийв 1,5-2,0 раза по сравнению с иэвестным составом. 2 табл. металла 0Аммоний тетраборат 10-20При разложении аммония тетрабората образуется атомарный бор, который диффундируя в поверхностные слои изделий, образует диффузионный слой сложного состава, который имеет твердость 1800-2000 кг/мм, что положительно сказывается на сроке службы изделий. Кроме того, при разложении аммония тетрабората образуется атомарный азот, что увеличивает насыщающую способность состава,Назначение вводимых компонентов следующее. Калий циановокислый (КСЕРО/или натрий циановокислый (г 1 аСЗО) являются поставщиками атомарных азотаи углерода, а при разложении аммониятетрабората (МН 4)ВО 4 НО образуется атомарный бор и допопнительноазот, которые диффундируют в поверх-.ностные слои изделий, Кроме того,аммоний тетраборат растворяет окисный слой, образующийся на изделиях 10в процессе обработки, что также положительно сказывается на увеличениинасыщающей способности состава,Процесс химико-термической обработки осуществляют следующим образом. 15Приготовленную смесь загружают в тигель небольшими порциями и расплавляют при 350-400 С. После того, какколичество расплава станет равным 3/4объема тигля, температуру расплава 20повышают до рабочей, которая составляет 520-850 О С. Изделия, предназначенные для химико-термической обработки, монтируют в специальные приспосооления, обезжиривают и нагревают 25одо 250-300 С, Подогретые изделиявместе с приспособлениями погружаютв расплав для карбонитроборированияи выдерживают в нем 5-30 мин, Режимхимико-термической обработки устанавливают в зависимости от марки стали,предваритечьной или последующей термообработки и требуемой толщины диффузионного слоя, После химико-термической обработки изделия промывают вгорячей воде и сушат.П р и и е р 1. Образцы, изготов,ленные из стали марки 38 ХМЮА подвергают карбонитроборированию в составах, массовое процентное содержание Окоторых представлено в табл, 1. Температура процесса составляла 560 С,оа продолжительность выдержки б ч,После химико-термической обработкиобразцы подвергают испытаниям на износ на машине трения и определялитолщину диффузионного слоя. Результаты испытания представлены в табл.1,Из полученных данных следует, чтопредлагаемый состав для карбонитроборирования имеет насыщающую способность на 20-407 выше, чем известный1состав и позволяет увеличить изно Формула изобретения Состав для карбонитроборирования стальных изделий, содержащий цианат щелочного металла о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цепью повышения износостойкости иэделий и насыщающей способнос ги сос гава, он дополнительно содержит аммоиий гетрабораг при следующем еоогношении компонентов, мас,7:Цианат щелочного 80-90 10-20 металлаАммоний тетраборат состойкость иэделий в 1,5-2,0 раза посравнению с иэяестньи сос гавом.Оптимальным является состав, содержащий компоненты в предлагаемыхпределах, При содержании компонентовменее нижних предельных значений насыщающая способность состава и износостойкость обработанных в нем иэделий увеличиваются незначительно посравнению с известным составом, апри содержании компонентов болееверхних предельных значений эти свойства состава не увеличиваются по сравнению с оптимальным составом, но происходит интенсивное газовыделение аммиака,П р и м е р 2, Образцы, изготовленные иэ сталей марок Р 6 М 5 Р 18 иР 6 М 5 К 5, после закалки и отпуска пооптимальным режимам подвергают химико-термической обработке в известномсоставе, (состав 11, табл. 1) и впредлагаемом составе (состав 4,табл, 1). Температура процесса 540 СОа продолжительность выдержки 20 мин.После обработки образцы подвергаютиспытаниям на износ описанным способом и замеряют толщину диФФузионногослоя. Результаты испытаний представлены в табл.2.Иэ полученных данных следует чтопредлагаемый для карбонитроборирования состав позволяет повысить износостойкость иэделий в 15-2,0 разапо сравнению с известным составом иимеет более высокую насыщающую способность чем известный состав,1633014 Табли ца 1 СосТолщинадиффузионногослой, мкм тав 92 0,27 218 0,19 264 90 10 0,16 281 85 0,14 20 0,14 25 029 0,20 10 0,17 15 290 0,15 80 20 10 0,15 Компоненты и ихсодержание, мас. % Калий циановокислыйАммоний тетраборат Калий циановокислыйАммоний тетраборат Калий циановокислый Аммоний тетра-.борат Калий циановокислый Аммоний тетраборат Калий циановокислыйАммоний тетраборат Натрий пиановокислый Аммоний тетраборат Натрий циановокислый Аммоний тетраборат Натрий циановокислыйАммоний тетраборат Натрий циановокислый Аммоний тетраборат Натрий циановокислыйАммоний тетра-,борат 80 293 75 293 92 215 90 248 75 290Иэнос, г/см 2 ч-Ф Интенсивное гаэовыделение аммиака,Т а б л и ц а 2 Износ,г/см ф ч Толщина диффузионного слоя,мкм Сталь Состав среды Известный Предлагаемый Составитель С.КучерявыйТехрец М,Дидык Корректор М.Пожо Редактор Н, Яцола ЗаМаз 598 Тираж 561 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035 Москва, Ж"35, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул . Гагарина,101 Р 6 М 5Р 18Р 6 М 5 К 5Р 6 М 5Р 18Р 6 М 5 К 5 35 32 30 50 45 42 О, 12 0,10 0,09 0,06 0,05 0,03