Способ электролизного борирования стальных деталей

Сокзз СоветскикСоциапнсткческикРеспублкк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 1,742485(23)приоритет Опубликовано 25 06 80 Бюллетень % 23Лата опубликования описания 25.06,80 но делам изобретений н открытнй(72) Авторы изобретения В. Д Коротков и Ф. Н. Дмитриев Воронежский технологический институт(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и может быть исполь. зовано для повышения надежности и долговечности деталей и инструмента.Известен способ электролизного борирова.5 ния реверсивным током, согласно которому процесс ведется при соотношении времени анод. ной и катодной экспозиции та/тк = 0,5 при общей продолжительности цикла 1,2 - 1,8 с.Соотношение катодных и анодных плотностей тока составляет при этом О /О = 2(Р, = 0,4 А/см; Оо,= 0,2 А/см) (11.Известен также способ электролиэного борирования иэ расплавов при 880 - 930 С с использованием реверснрования полярности тока, согласно которому процесс борирования ведут в две стадии: перед реверсированнем ведут процесс при наложении постоянного тока ллотностью 0,1 - 0,2 А/см в течение 5 - 10 мин, об. работкупри реверсированном токе с длительностью катодного и анодного полупериодов соответственно 0,8 - 1,4 с и 0,4 - 0,5 с при плотности тока в этих полупериодах соответственно 02 - 0,4 А/см и 0,2 - 0,25 А/см 2). Известные способы электролизного бориро. вщия не учитывают изменения адсорбционной способности поверхности насыщаемого металла но мере образования боридного слоя. Вследствие этого с течением времени не весь выделяющийся бор участвует в дальнейшем формировании покрытия, часть бора образует аморфный слой, частицы которого "привариваются" к по. верхности, ухудшая частоту и препятствуя адсорбции активного бора. Аморфный слой бора уносится из электролита вместе с изделием, частично аморфный бор остается в электроли. те, загрязняя его. В результате этого, при многократном использовании насьпцающей среды, в ней накапливается аморфный бор, который внедряется в слой боридов всждствие злектрофореза, создает пористость и ухудшает свойства боридного покрытия. Кроме того, при осу. ществлении известного способа борирования в диффузионном локрытин формируются 2 фазы РеВи ЕезВ с большими сжимакнцими напря. жениями в зоне срастания высокобористой фазы с ниэкобористой и поэтому во время экс. плуатации иэделия с покрытием происходитанодной экспозиции способствует активированию насыщаемой поверхности, вследствие чего диффузионные процессы в матрице интенсифи. цируются, Кроме тогостадия необходима для того, чтобы создать такие граничные усло. вия диффузионного насыщения, при которых в насыщаемом сплаве формируется в основном низкобористая фаза ГегВ, т.е. концентрация и химический потенциал бора иа поверхности насыщаемого сплава и внутри его были бы такими, которые необходимы лишь дпя развития фазы РегВ.Снижение концентрации высокопористой фазы приводит к тому, что остаточное напря. жение в боридном покрытии уменьшается, а это вызывает повышение устойчивости по- ч снижение хрупкости, П р и м е р, В предварительно расплавленную в графитовом электролизере боросодержащую срщу помещают детали или инструмент,подключив положительный полюс источникатока к электролизеру, а отрицательный - к насьпцаемым изделиям и ведут электролиз при температуре 880 - 930 С в зависимости от состава среды и насыщаемого сплава при катодной плотности тока 0,05-0,07 А/смг в течение 5 - 10 мин. По истечении этого времени включают реверсатор полярности тока, установив длительность катодной экспозиции 0,8 - 1,4 с, анодной экспозиции 0,4 - 0,5 с.При этом начинают снижать в процессе насыщения катодную плотность тока на насыщаемом сплаве с 0,2-0,25 А/см до 0,1-0,12 А/смг, анодную плотность тока повышатьс 0,05 - 0,06 А/см до 0,10 - 0,12 А/см в течение ,5 - 2 ч. В таблице приведены результаты борирова.ния стали 45 предлагаемым и известным 40 ролизного борирования предложенным способом формируются,боридные покрытия большие поглубине, обладающие большей чистотой поверх. 45 3 742485 4"шелушение" слоя приводящее к ухудшению .ности. Повышение плотности тока во времячастоты поверхности. Отслоившиеся частицыфазы Ее 8, попадая в зону трения борирован-ного изделия с сопрягаемой деталью или инструментом вызывают абразивный износ мате.риалов,Цель изобретения - создание способа борирования реверсивным током, при котором фор.мируются качественные покрытия, большие поглубине, обладающие повышенной сопротивля.10емостью к разрушению под действием динами.ческих нагрузок (пониженной хрупкостью).Поставленная цель достигается тем, что процесс борирования с применением реверснрования полярности тока ведут в две стадии, На15первой стадии ведут процесс током постояннойполярности.и плотностью 0,05-0,07 А/см в течение 5-10 мин. Применение значений плотное.,крытия к воздеиствию динамических нагрузок,тей тока выше 0,07 нецелесообразно из-за образования на поверхности сплавов аморфного сггоябора, который препятствует абсорбции активного бора насыщаемой поверхностью, т.е. необхо.димо применять такие плотности тока, при ко.торых практически весь выделяияцийся бор. принимает участие в формировании боридов,Борирование при плотностях тока меньших,чем 0,05 А/см также нецелесообразно, потомучто в этом случае образуются на первой стадиивесьма малые по глубине слои, т,е, формиро.ванне слоя в этом случае тормозится из-за малого количества бора в абсорбционном слоекатода-изделия,На 1 стадии образуются центры кристаллизации боридов, которые, сталкиваясь при росте,формируют сплошной слой, Изоляция матрицы35боридами приводит к ухудшению абсорбционойспособности сплава, Настадии применяютреверсирование полярности тока с длительностьюкатодной и анодной экспозиции соответственно0,8 - 1,4 с и 0,4 - 0,5 с; при этом во время ка- способами.тодной экспозиции начинают вести процесс Как видно из таблицы в результате электпри плотности тока 0,2-4),25 с последующимплавным снижением ее до 0,1 - 0,12 А/см в те.чение 1,5 - 2 ч, во время анодиой экспозицииначинают вести процесс при плотности тока ности, меньшей хрупкостью (показатель хруп 0,05 - 0,06 А/см с последующим увеличением - кости слоев, полученных предложенным спосо.ее до 0,1-0,12 А/см, Понижение плотности бом, в два раза меньше), большей устойчи.тока во время катодной экспозиции учитывает востью к воздействию динамических нагру.ухудшение абсорбционной способности поверх- зок.742485Но1чхэондэаходмир6 И о" ИФ о о СЧ о СЧ о о фо 1 ОО 1оо о оо коко озон 1 ид 09 ени 9 ЙГД-эх ион й гом фбоидэна эпохЯо1-ем ен емох чхэонхоид о о11 И о о 1 й й1 фюоэйоди еИхедэаиэ 1 о о ейпчоен аехэо;)1 ихэожь(дх чиэхеаемоц1 иэ/л феЮ1-олм нхэонхдэаои Юэ 1 1 ен емиеэо охонпохем 1кинеаод 11экэон аоиеед 90нхдэаон ехохэщ 1 чнивэдх кэчхеачаос -ед 90 пнениьен хядох ом идииээхм Мд йо вФ1 1 а 4 Э 1 О щ е 8 и742485 8катодную и повышают анодную плотности то.ка в течение 1,5 - 2 ч соответственно с 0,2 -0,25 А/см и с 0,05-0,6 А/смф до 0,10-0 12 А/см Способ электролизного борирования стальных деталей, включающий обработку в ра плане буры при 880 - 930 С в две стадии с ре. версированием полярности тока на второй ста. дии, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения болыпих по глубине боридных слоев н снижения хрупкости, первую стадию обработки ведут при плотности тока 0,05 - 0,07 А/смз, а на второй стадии понижают Составитель В. Коротков Техред О.Легеза ,Корректор И, Муска Редактор 3. Шубенко Заказ 3590/8 Тираж 1074ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 7 Формула изобретенияИсточники ннформаннн,принятые во внимание при экспертизе1, Пасечник С. Я, и Коротков В, Д. Защит.ные покрытия на металлах. Сборник, вып. 6,"Наукова думка", 1972,1 О 2, Авторское свидетельство СССР М 491731,кл, С 23 С 9/10, 1973.