Расплав для борирования стальных изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХааЮПан 4 епжикРЕСПУБЛИК ОЮ (И) зсю С 23 С 9/02 И ПИСА БРЕТ ДВта СКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. В Борирован 1978, с.2. Авт У 533671,тельство ССС9/10, 1973. рское св кл. С 23 1-30 1-15 Остапьно жащее вещест Борс Бура ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ.84. Бюл. У 19Ковалевский, Е.П. ПрисСавельев и В.В. Сорокаский политехнический ин 85. 51. 06 (088. 8)рошни Л.Г., Ляхович Л.Се стали. М., "Металлург,(54)(57) РАСПЛАВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий буру, хлориды щелочных металлов и борсоде жащее вещество, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения на сыщающей способности расплава и сни женин хрупкости боридного слоя, он дополнительно содержит редкоземельный элемент при следующем соотношении компонентов, мас.й:Редкоземельный элемент 5-20 Хлориды щелочных ме- талловИзобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, в частности к безэлектролизному жидкостному борированию, и может быть использовано для создания защитных покрытий высокой твердости на деталях и инструментах и для восстановления изношенных деталей.Известен расплав для безэлектролизного жидкостного борирования, содержащий буру, хлорид натрия и порошок элементарного бора, обладающий хорошей насьпценной способностью 1Недостатком указанного расплаваявляется потеря дорогостоящего порошка бора во время его загрузки в расплав. Кроме того, для улучшения технологии процесса борирования требуется дальнейшее повышение насыщающей способности расплава, а для улучшения качества боридного слоя, получаемого при борировании сталей из данного расплава - снижение хрупкости слоя.Наиболее близким о техническойсущности и достигаемым результатам25 является расплав для борирования, содержащий 1-15 полиборида магния, 1-30 хлорида щелочного металла и 55-987 буры 2 .Однако насыщенная способность из- о вестного расплава недостаточно высока, а боридный слой, получаемый при обработке в нем, имеет значительную хрупкость.Цель изобретения - повышение на сьпцающей способности расплава и снижение хрупкости боридного слоя.Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый расплав, содержащий буру, хлориды щелочных металлов и 40 борсодержащее вещество, дополнительно содержит редкоземельный элемент, при следующем соотношении компонентов, мас. .:Редкоземельный элемент 5-20 45Хлориды щелочных металлов 1-30Борсодержащее вещество 1-15Бура Остальное В качестве борсодержащего вещества используют аморфный бор ц полиборид магния, который при высокой температуре легко разлагается с выделением элементарного бора. Без наличия этих компонентов процесс борирования не происходит, а в расплаве буры и хлоридов изделия корродируют.При исследовании влияния редкоземельных элементов на насьпцающую способность расплава опробуют следующие редкоземельные элементы (РЗМ): лантан, церий, неодим, празеодим, самарий, Качественный рентгеноструктурный анализ показал, что в боридном слое насьпценных в предлагаемом расплаве образцов различных сталей присутствуют, наряду с боридами железа, бориды редкоземельных элементов. О величине насьпцающей способности расплава судят по толщине слоя, получаемой за одно и то же время при одной и той же температуре, и по привесу на единицу площади образца за единицу времени. Оценку хрупкости диффузионных слоев осуществляют по числу и характеру трещин у отпечатков алмазной пирамиды с прямоугольным ос" нованием, вдавливаемой при нагрузке Р = 200 г в исследуемую поверхность. На каждом образце делают по 25 отпечатков, которые оценивают по пятибалльной системе с последующим расчетом суммарного балла хрупкости.В расплав, содержащий плавленную буру, хлористый калий и полиборид магния, вводят РЗМ в виде гранул размером 5-8 мм при интенсивном перемешивании без применения защитной атмосферы. В расплав погружают образцы из стали У 8 и Ст.3 и выдерживают при 1223 К 3 ч, Для равномерного насыщения расплав перемешивают со скоростью примерно 1 об/с.Составы опробованных расплавов и результаты испытаний приведены в табл.1.йО л л О О О ф Ч О О 4 л л л л л л ИФ Ф Л Л ОлО О- Ч Ол л л л 1 м М ММ 11 1б9Э МХЯ лЭ сбР Э Х1 111 мс 0Н 1ОО М ф 1ОВ1 Ла ЮфЩ Юв йтй йМ оо оо о рэ оаМ ЗМ о о.о о о с о о,. чф лО .ОО ОО ОО О еч ч м м м фм лч сч ы сч мО О ф ф сч о й й й л й л лОф лц ой й й йО ф-ММ сч Фч сч Фч М фФф з о фйЮ о о в й1093727 Т абл ица 2 Расплав Суммарный баллхрупкости при(Р=200 г) Е 200 Состав расплава, мас. 7 Удельныйпривес заединицувремени,.мг/смч Марка стали Борсодержащее РЗМ вещество, 67 207 Галогениды щелочныхметаллов207 1. КС 1 9,0 1 а Ст.З 1,00 Полиборидмагния У0,90 9,0 Ст.З 1,00 Аморфный бор 8,5 0,86 У1,00 2. ИаС 1 9,0 1 а Ст. 3 То же 0,86 У1,00 9,0 Ст.З 0,868,5 УЭ. Ь 1 С 1 9,0 1,00 Ьа Ст.Э 0,86 У8,5 9,0 1,00 Ст.Э У0,86 П р и м е ч а н и е. Все три состава расплава содержат 547. буры. Тираж 900 По писишке ВНИИПИ Заказ 3381/24 ЙВФилиал ППП Патент , г.Ужгород, ул,Проектная, 4 Данные табл, 2 свидетельствуют отом, что вне зависимости от типахлорида щелочного металла и борсоКак видно:из табл. 2, при содержании редкоземельного элемента менее 45 5 мас.7., насыщающая способность расплава увеличивается незначительно, при содержании редкоземельного элемента более 20 мас.7. насыщающая способность не возрастает.50 При.использовании предлагаемогорасплава в сравнении с известным про-цесс насыщения интенсифицируется в 2-3 раза; хрупкость покрытия уменьшаетсяпри сохранении уровня микротвердости. держащего вещества (аморфного бора.или нолиборида магния) влияние добавки РЗМ однозначно. Предлагаемый расплав обеспечивает возможность увеличения срока службы .деталей и расширение номенклатуры борируемых изделий за счет увеличения толщины слоя и снижения его хрупкости; при заданной толщине боридного слоя достигается экономия электроэнергии за счет сокращения времени протекания процесса; уменьшаются потери прочности основы борируемых иэ" делий в результате выдержки при высоких температурах за счет сокращения времени выдержки.