Способ диффузионного борирования

Сфез СоветскикСоциалистическиереспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 937531(51) М. Кл. С 23 С 9/04 с присоединением заявки Рй(23) Приоритет Ьуааретюай кемтет СССР деам изобретений и открытй(72) Авторы изобретения Краматорский научно-исследовательский- и-праеКтнЬ-:технологический институт машиностроения(54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОГО БОРИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕИ 1Изобретение относится к области машиностроения, а именно к химико- термической обработке и может быть использовано для борирования металлических деталей.Известен способ борирования из паст, который заключается в том, что карбид бора (50) и криолит йаА 1 Гб (50) замешивают на гидролиэованном этилсиликате и полученную бораодержащую пасту кистью или шпателем наносят на насыщаемую поверхность Г 1 Д. Недостатком этого способа является низкая производительност.ь из-эа необходимости специального приготовления борирующей пасты, применения больших физических усилий при работе, особенно при нанесении пасты на длинно мерные детали, невозможности упрочив в ния внутренних отверстий и деталей сложной концигурации.Наиболее близким к предложенномупо технической сущности и достигае 2мому эффекту является способ борирования из паст.Карбид бора (84 Ц и техническую буру (16) замешивают на жидком стекле и полученную борсодержащую пасту наносят на насыщенную поверхность методом окунания, просушивают в течение 20-30 мин, затем на слой активной пасты наносят слой защитной обмазки. После просушки защитной обмаэки производят борирование. Этот метод нанесения пасты способом окунания прост в исполнении и обеспечива" ет небольшие расходы борсодержащих,:. реагентов 2.Однако недостатком известного спо" соба является трудоемкость и нерав" номерное упрочнение поверхности изделий. Это обусловлено тем, что при нанесении пасты по этому способу образуется неравномерная толщина слоя пасты в верхних и нижних частях изде лия, "подтеки и натеки на доверхностях, наплывы на концах и кромках, с кото9375 3рых стекает избыток пасты. Крометого, изделия, подлежащие упрочнению,не должны иметь глубоких карманов,и конфи гураци я их должна обеспечив ат ьполное и равномерное стекание избытка пасты со всей покрываемой поверх-,ности, при упрочнении тяжелых и длинномерных деталей необходи мо ис пол ьэование пневмо-подъемников, быстроходных талей или др. средств перемещения деталей. Также при борированиипо известному способу необходимоналичие дополнительных площадей дляустановки на них ванны с пастами. Приэтом размеры, ванн должны зависеть отразмеров упрочняемых деталей, видаи объема производства и степени егомеханизации,Цель изобретения - снижениетрудоемкости нанесения борсодержащего состава,Эта цель достигается тем, что нанесение борсодержащего состава производят в следующем порядке - вначаленапыляют буру на предварительно нагре 5тую до температуры плавления буры насыщаемую поверхность, а затем напыляют карбид бора и наносят путем пульверизации защитную обмазку, после чего детали нагревают любым источникомтепла (печной нагрев, нагрев ТВЧ идр,) и .выдерживают в течение заданного времени.Предлагаемый способ отличаетсяот известного тем, что не требуетприготовления специальнои борсодерг 35жащей пасты: при струйном напылениина нагретую поверхность изделия частички порошка буры, распыляясь, растекаются по поверхности тонким рав 4 аномерным слоем. Жидкая прослойка,лсохранясь весь период насыщения,обеспечивает более быстрый подводатомов бора к насыщаемой поверхности.Последующее напыление порошком карбида бора создает вокруг жидкойпрослойки из расплавленной буры какбы жесткий каркас, препятствуя темсамым стеканию ее с поверхностидетали, а нанесение на реакционныйслой путем пульвериэации защитнойобмазки - предохраняет от окисления.Предлагаемый способ осуществляютсо следующей последовательностьюоперацйй,: нагревают изделие до 800850 О С, производят струйное напыление буры на нагретую поверхностьс помощью установки струйного напыления, производят струйное напыление 31 4на расплавленный слой буры порошка карбида бора с помощью установки струйного напыления, наносят на реакционный слой защитную обмаэку методом пульверизации, например, пульверизационным аппаратом конструк. ции Уралмашзавода, производят насыщение при температуре борирования,П р и м е р. Проводят химико- термическую обработку планок из Ст.45 размером 30 х 10 х 300 мм.Техни чес кую буру, ГОСТ 8429-69, в количестве 60 г засыпают в установку для струйного напыления порошкообраэных смол.П риготавливают защитную обмазку, для чего белую глину и жидкое стекло тщательно перемешивают до гомогенного состояния (10 мин). Защитную обмазку заливают в пульверизационный ;аппарат конструкции Уралмашзавода (1 мин). Помещают в деталь в индуктор ТВЧ и подвергают индукционному нагреву от генератора ЛГдо температуры 830 оС (3 мин).Производят струйное напыление буры в количестве 300 г на нагретуюповерхностЬ детали установкой струйного напылениямин и засыпают вустановку струйного напыления карбидбора в количестве 300 г (2 мин).Производят струйное напыление карбида бора на расплавленный слой буры (1 мин) .Наносят пуль веризационным аппаратом на реакционный слой защитную обмазку равномерным слоем толщиной 1,0 1,5 мм ( мин) и производят насыщение при индукционном нагреве до 950 оС в течение 6 мин.Всего на указанные операции затрачивают 27 мин.Для сопоставительного анализапроизводят борирование по известномуспособу, Для этого производят следующие операции,Карбид бора, зернистостью 12 П,ГОСТ 3647-71, в количестве 2 кг итехническую буру, ГОСТ 8429-69, вколичестве 400 г помещают в отдельную емкость и тщательно перемешивают с жидким стеклом в течение 20 мин.Детали окунают в емкость с активной пастой, извлекают из нее и даютвозможность стечь излишкам пасты(8 мин) .Просушивают детали с нанссеннымслоем активной пасты в течение 20 мин.5 9375За этот же период (20 мин) приготавливают защитную обмаэку, для чего белую глину и жидкое стекло тщательно перемешивают до гомогенного состава. После этого приготовленную защит-, ную обмазку заливают в пульвериэационный аппарат конструкции Уралмашэавода,На просушенные детали со слоем активной пасты наносят пульвериэационным аппаратом защитную обмазку равно ф Планка Толщина диффузионногослоя, мм Химико-термическая обработкаПродолжительностьтехнического процесса, мин По известному способу 0,16 0,16 О, 7 0,14 53 53 0,14 0,16 По предлагаемому способу 0,16 27 26 0,16 0,14-0,16 27 27 0,15 0,17 6 зи с чем снижается трудоемкость про".цесса борирования и повышается про"иэводительность 1 руда,снижается расход основных материазв лов (техническая бура, карбид бора)",можно упрочнять детали различнойконфигурации и размеров,восстанавливать изнощенные детали,производить местное упрочнение,35 механизировать трудоемкие ручюыеоперации,повышается гигиена труда и куль"тура производства,.ФИз таблицы видно, что по предла- гаемому способу продолжительность технологического процесса борирования ниже на 504.Вследствие того, что нанесение .борсодержащего состава производится вначале путем напыления ",ы на предварительно нагретую до т.мпера" туры плавления буры насылаемую поверхность, а затем напыляют карбид бора:исключается необходимость приготовления борсодержащей пасты, в свя 31 .4мерным слоем толщиной 1,0- 1,5 мм (1 мин).Помещают деталь в индуктор ТВЧ и производят насыщение при индукционном нагреве до 950 фС в течение 6 мин.Всего на укаэанные операции затра. чивают 55 мин. Данные металлографического анализаприведены в таблице .93753 Составитель Н.ШепитьковТехред И. Гайду Корректор Н.Швыдкая: Редактор Г.Волкова Заказ 4383/35 Тираж 1053 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4 Способ диффузионного борирования деталей, включающий нанесения защитной обмазки и борсодержащего состава на насыщаемую поверхность детали с последующим ее нагревом до температуры насыщения и выдержкой при этой температуре, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудо 1 ф емкости процесса, борсодержащий состав наносят последовательно в виде двух слоев - в начале слой буры, а 1 8затем слой карбида бора, при этом перед нанесением борсодержащих слоевдеталь нагревают до температуры плавления буры.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Минеевич А .Н. и Улыбин Г,Н."Металловедение и обработка металлов", 1959, М 4, с,58-60.2, Бояэитов М.М., Волков В.А.и Алиев А,Л. "Борирование из паств условиях печного нагрева". М.,1976, У" 5, с. 53