Способ подготовки электродной ванны для безэлектролизного борирования

(1% (1 И 22-0 лич целью предо на зе в два ающиисяэкономии насыщвращения обракале ванны, нэтапа - вначал т тем,ающейования меси коркиние вед сследо плавл ыи инстиМ.Сарманкий т е н яют мес 65-7 есмико-термич и сплаво 65, с. 22 ство СССРнатри Хлористыикалийа затем добавляющую в колилегкоплавкой Остальное рирующую соста 8-143 от массы яющей смеси,я еств ста ДГОТОВКИ ЭЛЕКЛЕКТРОЛИЗНОГО ающий наплавл рехфазным пер ниембВ, о ержащую, мас. 7;БураБор 5-3 0-3 и е тористатрий альное Ф СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ. РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научнотельский инструменталь(54)(57) СПОСОБ П НОЙ ВАННЫ ДЛЯ БЕЗ БОРИРОВАНИЯ, вклю насыщающей смеси ным током напряжеИзобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано в инструментальной и машиностроительной промышленности.Цель изобретения - экономия насыщающей смеси и предотвращение образования корки на зеркале ванны.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготовки электродной ванны для безэлектролизного борирования, включающему наплавление насыщающей смеси трехфазным переменным током напряжением 6-30 В, наплавление насьпцающей смеси ведут в два этапа, вначале наплавляют легкоплавкую составляющую смеси, содержащую, мас, %:Хлористыйнатрий 65-75Хлористыйкалий Остальноеа затем добавляют борирующую.состав- ляющую в количестве 8-147 от массы легкоплавкой составляющей смеси, содержащую, мас, %;Бура 25-30Бор 30-35Фтористыйнатрий ОстальноеСостав легкоплавкой составляющей смеси выбирают исходя из условия, что ее вязкость после расплавления должна обеспечивать равномерное распределение бора по всему объему ванны после введения в нее борирующего комплекса.Из табл, 1 видно, что равномерное распределение бора по объему ванны достигается при использовании легкоплавких составов, содержащих 65-75 НаС 1 и 25-357 КС 1,Для розжига ванны используют смесь солей, содержащую 70% ИаСХ и 307 КС.п, вес ее в объеме ванны сос- . тавляет 25 кг, в которую, с целью выбора рационального состава борирующей составляющей, вводят смесь буры, бора и фтористого натрия в различных соотношениях и в различных массовых процентах от массы легкоплавкой смеси и проводят борирование образцов из стали 9 ХС ф 10 х 10 мм при 870 С в течение 30 мин, После этого определяют глубину борированного слоя на образцах.О 20 30 45 3-6, 5 2-4,5 2,5 - 5 50 55 Содержание хлористого калия в насыщающем расплаве расчетного сос-. тава составляет 25-35 мас,7, Следовательно, предлагаемая смесь солей для борирования имеет следующий расчетный состав, мас.7:Хлористыйкалий 25-35 Результаты экспериментов сведены в табл, 2,Из табл, 2 видно, что требуемаяв большинстве случаев при борировании изделий глубина слоя 100-140 мкмдостигается введением в легкоплавкую смесь хлористых солей борирующего комплекса в количестве 8-147, отее массы, содержащей 25-30 мас.%буры, 30-35 мас.7 бора и фтористыйнатрий остальное, при этом назеркале ванны не образуется корка,Увеличение содержания буры свыше30 мас, % и бора свьппе 35 мас, 7.в составе борирующей составляющейне приводит к существенному повышению глубины борированного слоя.Уменьшение содержания буры до20 мас.% и бора до 25 мас.% в составе борирующей составляющей как иуменьшение до 57 количества последнего существенно снижает глубинуслоя, Введение в легкоплавкую смесьборирующего комплекса в количестве177. от массы легкоплавкой смесихотя и приводит к росту глубины боридного слоя, но сопровождается образованием корки на зеркале ванны,что затрудняет работу.Следовательно, решение поставленной задачи достигается путем введения в легкоплавкую смесь в количестве 8-147 от ее массы борирующейсоставляющей, содержащей, мас.%:бура 25-30, бор 30-35; фтористыйнатрий остальное. Полученное в результате этого расчетное содержаниебуры, бора и фтористого натрия внасьпцающем расплаве представленов табл. 3.Из табл. 3 видно, что введение8-147 добавки борирующей составляющей указанного состава обеспечиваетполучение следующего содержанияэтих компонентов в насьпцающем расплаве, мас.7:ФтористыйнатрийБура1206335 4В 35 МаГ 35, в количестве 1,7% отмассы расплава (25 кг), при этомглубина боридного слоя на образцахпостоянная (табл, 2).Использование предлагаемого способа позволяет по сравнению с известным экономить борирующие компоненты, так как при розжигеваннылегкоплавкой смесью хлористых со 1 и лей, не содержащей буры, бора ифтористого натрия, не происходит выгорания этих элементов. Тому жеспособствует введение небольших добавок этих компонентов в ванну,позволяющее при меньших их количествах достичь той же эффективности борирования, что и при известномспособе. фтористыйнатрий 3-6,5Бура 2-4,5Бор 2,5-5,0Хлористыйнатрий ОстальноеОпыты показывают, что с повышением температуры борирования в выбранных пределах (700-1050 С) скоорость выгорания борирующих компонентов и фтористого натрия возрастает.Экспериментально установлено,что для поддержания борирующей активности насыщающего расплава необходи-мо по мере истощения ванны вводитьборирующий комплекс при следующем отношении к массе этогорасплава в зависимости от температуры борирования;700-850 С 08-1,2%850-950 С 1,5-2,5%950-1050 С 3,0-4,0%Периодичность введения добавокопределяют экспериментально по глубине боридного слоя на контрольныхобразцах,В приведенном примере борированияобразцов 10 х 10 мм из стали 9 ХС при870 С для поддержания постоянстваосостава расплава в него через каждые 2,5 ч работы вводят борирующуюсоставляющую состава, %: Иа ВО 30,Т а б л и.ц а Состав ИаСУ 25 То же 15 Содержание компонентов,мас. % Кроме того, вследствие резкого снижения концентрации буры и бора в ванне предлагаемый способ существенно улучшает технологичность расплава, а именно повышает его жидкотекучесть, обеспечивает одинаковое распределение борирующих компонентов по всему объему ванны, хорошее омывание расплавом поверхности обрабатываеиж изделий, формирование равномерно распределенного борированного слоя на изделиях и , устраняет образование корки на зеркале ванны. Характер распределения бора по объему ванныВысокая концентрация бора внизуванны Равномерное распределение борапо объему ванны Высокая концентрация бора вверхних слоях расплава1206335 Таблица Глубина слоя, мкм, после введения борирукяцего комплекса, 7 от массылегкоплавкой смеси Бор фтористыйнатрий Бура 14 17 20 65 25 30 25 30 35 25 40 Состав борирующего комплекса,мас. Х 44 60 55 98 61 114 64 117 115 137 145 128 148 152 138 149 154М со лТ лл м м