Состав для борирования стальных изделий

(71) Пермский государственный научно-исследовательский и проектный иститут нефтяной промышленности(56) 1. Авторское свидетельство ССВ 876781, кл. С 23 С 9/04, 1980.2. Авторское свидетельство СССРР 1002402, кл. С 23 С 9/04, 1981,0,5-1,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) СОСТАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий криолит, фтористый натрий, фтористый барий икарбид бора, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости обрабатываемыхн-, изделий, он дополнительно содержит .ванадий при следующем соотношении ин1084337 19, 0-22, 5 Изобретение относится к металл УР Дель изобретения - повышение коргкк, а именно к химико-термической розионной стойкости обрабатываемыхобработке металлов, в частности ксоставам для диффузионного борирова- Поставленная ельнкя, и может быть исая цель достигается темы ь использовано в ма- что состав для борирова ишкностроктельной и мения стальныхи металлургической 5 деталей, содержащий криолит фпромышленности,иолит, ч торисИ.- 1 звестен состав Г 11 ля бо итый натрий, фторкстый барий к карбидГ 1 д орирова- бора, дополнительно содержит ван ийккн стальных изделий, соде ж ийа адир ащи при следующих соотношениях ингредиентехнический карбид бора и порошок тов, мас.%ванадия при следующем соотношении 10 КриолИТ 19Фтор с й,0-20,0тористыйнатрий 0,5-1,0ПорошокФторис ыйтбарий 8,5-12,02-4 Ванадий 1,5-6,0Указанный состав применяется дл Карбид бора О стальноеборкрованкя в порошках. Борирование Благодаря т ому, что в состав дав известном составе проводят при полнительно введен ванадий из биз ори 0 . е ч, при этом рующей обмазки при температуре бо ина стальном изделии Формируется диф- рования наряду с атомами бора вфузконный слой, обладающий механиче- сталь дифф н и ту дируют атомы ванадия, не1 костью.ской твердостью к коррозионной стой- снижая при этом насыщ йа ающе способности состава.Недостатком указанного состава Введение порошкообразного но борирование в по- в состав борирующей обмазки повышаетоккость как самой дерошках возможно только с применени коррозионную стем защитной оснастки. Кроме того, тали, так и боридного слоя. А это,боркрованке в порошках не поэволяет в свою очередь, снижает воэможностьнасьон;ать детали крупных габаритов и коррозии находящихся в контакте сорированныхпровоцкть термическую обработку де- этой деталью других небо ибоэ )ов ".тали непосредственно с температуры ЗО деталей и элементов издел ия в пркоркрованкя. Недостатком известного сутствии агрессивной среды. Такоессстаз:-. является также то, что де- явление можно объяснить повышениемтали, боркрованные в этом составе, электрохимической однородности пок ы.ускл .г: в ,зт коррозию контактирующихс тия, и следовательно, его коррозионккмк : агрессивной среде неборирован 35 ной стойкости, а также сближениемкь.х:еталей значений электрохимических потенциНакболее близким к предложенному алов баридного покрытия и основногопо технической сущности и достигае- металла в электролите (агребоков . -" гэф екту является состав Г 23 для среде), в результате чего уменменьшаетр рованкя стальных деталей, содер ся ток коррозии между покрытыми и нежащкй крколит, фтористый натрий, . покрытыми участками (деталяья), котофторк"тый барий и карбид бора при рый и определяет коррозионные потери металла, т.е. стойкость детали.тов: Час П р и м е р . Для получения соК;ко:ткт става используют следующие веществакарбид бора, Ту 2-.036-705-77, поронатрий 1,0-2,0 шок черного цвета; фтористый натрий,ГОСТ 4463-66, порошок белого цвета;8,5-12,0 фтористый барий, ГОСТ 7168-75, белыйпорошок; криолит ГОСТ 10561-73Остальное 50 лый порошок; ванадий, Ту 48-05-33-71,беУказанный состав позволяет бори- темно-серый порошок.ровать изделия методом обмазки и обладает высокой насыщающей способносБорирование составом производяттью, умекьает возможность появления в лабораторных ус овиях а образцахоплавленкй на поверхности деталей, 55 из стали марки 40 Х,Для этого сначала каждое веществопросеивают через сито с ячейкамимм. атем эти вещества вэвешиОднако недостатком указанного со 25 ммстава является то, что борированная вают на технических весах и все вев нем детальпадве жена когр коррозионно щества перемешивают в нужных соотному разрушению в агрессивной среде. 60 шениях для получениПоявление т .е ин а а иях для получения исследуемого соборк ного пок ытир. щин, царапин и износа става. Потом отдельно готар д р ия приводит к еще ющий раствор, представляющий собойвят связуболее интенсивному процессу корро%-ный раст- ы раствор клея БФ-ч в ацетоне,.зкикак металла детали, так к изде- Непосредственн по перед нанесениемлкя в целом. 65 состава на поверхность стали этотсостав смешивают со связующим раст вором до кбнсистенции густой сметаны. Образцы применяют в виде цилйндров диаметром 30 мм и высотой 5 мм. Образцы склеивают попарно плоскими поверхностями, а на остальную их поверхность с помощью шпателя наносят пасту толщиной 4-5 мм. Затем производят сушку обмазки, для чего обмазанные образцы стали выдерживают в сушильном шкафу в течение 30 мин при +80 С.Обмазанные и высушенные образцы укладывают на жаростойкую подставку и помещают в муфельную печь, нагретую до борирования 930 С и выдерживают в ней 4 ч, после чего их достают и охлаждают на воздухе. Отмывку обмазки производят в кипящей воде в течение 40-60 мин до полного отставания обмазки от поверхности образца.(указанный состав позволяет производить диффузионное насыщение в интервале температур от 880 до 950 С).Затем непокрытые поверхности образцов шлифуютКоррозионную стойкость образцов проверяют в 3-ном растворе хлорида натрия, приготовленном на дистиллированной,воде, и выражают скоростью коррозии в г/м 2.ч.Глубину диффузионного боридного .слоя определяют на металлографическом микроскопе НеорЬос помощью шлифов, изготовленных из образцов свидетелей.Наличие оплавления поверхности образцов проверяют визуально.Для сравнения проводят испытания известного для борирования деталей и прототипа состава в идентичных условиях.Данные о содержании ингредиентов в предложенном и известных составахФ скорости коррозии и глубина боридного слоя приведены в табл,1,Предельные и оптимальные значения ингредиентов предложенного состава для борированных деталей, выявленные на основании испытаний, приведены в табл.2.Указанные выше значение ингредиентов являются граничными, так как значения в меньшую и большую стороны не позволяют, достичь поставленнойцели, а именно: состав, содержащий18,0 криолита, 0,5 фтористого натрия, 8,5 фтористого бария, 1,0 ванадин и остальное - карбид бора(см,табл,1 опыт 1), усиливает коррозию как диффузионного слоя, так иобразца стали до 0,1 32 г/м.ч, приэтом насыщающая способность также 1 Опадает до 172 мкм. Состав содержа"щий 20,0 криолита, 1,0 Фтористого4натрия, 12,0 Фтористого бария, 8,0ванадия и остальное - карбид бора(см.таблицу.1, опыт 20) вызываетоплавление на поверхности образца/т.е. борировние будет не качественным и увеличивает скорость коррозиидо 0,145 г/мч.Корроэионная стойкость образцови боридного дифФузионного слоя известных составов в аналогичных условиях незначительна (см.табл.1, опыты 22 и 23).технико-экономические преимущества нового состава для борированиястальных деталей по сравнению с базовым объектом следующие: увеличилась коррозионная стойкость не только боридного диффузионного слоя, нои самой детали в 1,5-2 раза по срав- ЗОнению: базовым объектом при сохраненйи высокой насыщающей способностисостава; детали борированные предлагаемым составом, при работе в контакте с неборированными деталями вагрессивной среде снижают коррозион ные потери неборированных деталейне менее чем на 10.При использовании состава благодаря указанным выше техническим преимуществам увеличится межремонтный 4 О период и срок службы иэделий и машинв целом за счет снижения безвозвратных потерь металла от коррозии.Использование состава позволитполучить экономию средств эа счетснижения затрат на ремонт оборудОвания и замену изношенных деталей,увеличения эксплуатационного периодаработы машин в целом. Ожидаемый экономический эффект от5 Овнедрения состава на одной тысяченасосов типа ЦНС 180-1900 составит1,1 млн.рублей.1084337 Таблица 1 Ингредиенты) мас.В1 Свойства состава ОпытУ Наличие опла-.вления поверхности образца Глубинаборидногсслоя,мкм Ванадий Карбидбора Фтористый барий Фтористый натрий Криолит коростьоррозииорированых образов в 3аС 1),0 состав Из стн звестны 22,0 0 23 21,0 ной стойкости обого слоя судят ий способности солоя,зцов сталискорости кава судят римеч а ни О корроэионого боридО насяаарщборидного 0,112 0,094 0,085 остав 2 Осталь,1 б 4 ное диФФуэионоозии глубине.Остальное Остальное Составитель Г.ВахтиноваРедактор А.Долйннч Техред. Т.Фанта 1КорректорИ.Иускащ в ев Заказ 1931/21 Тирах 900 . Подписное ВНИИЙИ Государетвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауюская наб., д.4/5