способ обработки стальных изделий
Классы МПК: | C23C8/52 с введением более чем одного элемента в одну стадию C23C8/60 использование твердых веществ, например порошков, паст C23C8/80 последующая обработка |
Автор(ы): | Серебряков А.Н., Чайков В.А., Воробьев В.Н., Усманов Э.М., Кузнецов А.П., Зиганшин И.Н. |
Патентообладатель(и): | Государственное унитарное предприятие "Комбинат строительных материалов" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-01-15 публикация патента:
10.01.2004 |
Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано для поверхностного упрочнения изделий и повышения их эксплуатационной стойкости. Данный способ включает диффузионное насыщение изделий борсодержащей смеси и закалку. Перед закалкой детали покрывают суспензией, содержащей следующие компоненты, мас.%: бура 60-40; графит 40-60; вода сверх 100 до сметанообразного состояния суспензии. Техническим результатом изобретения является защита борированных изделий от окисления и обезуглероживания в условиях нагрева под закалку, дополнительное диффузионное упрочнение и предотвращение трещинообразования в боридных слоях. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ обработки стальных изделий, включающий диффузионное насыщение в борсодержащей смеси и закалку, отличающийся тем, что перед закалкой деталь покрывают суспензией, содержащей, мас.%:Бура 60-40Графит 40-60Вода сверх 100 До сметанообразного состоянияОписание изобретения к патенту
Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано для поверхностного упрочнения изделий и повышения их эксплуатационной износостойкости. Известны способы упрочнения деталей методом борирования в порошкообразных смесях с использованием герметизированных контейнеров (Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник под ред. Л.С. Ляховича. М. : Металлургия, 1981, с.81-85), в частности в составе для борирования стальных изделий (а.с. SU 1627587), содержащем карбид бора, фтористый натрий, железную окалину, графит и карбонат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:Карбид бора - 40-50
Фтористый натрий - 3-7
Железная окалина - 30-50
Графит - 2-5
Карбонат кальция - 5-10
Кроме того, известно (Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник под ред. Л.С. Ляховича. М.: Металлургия, 1981, с.91), что детали после борирования подвергают закалке. Процесс повторного нагрева диффузионно-упрочненных изделий под закалку требует специальных мер защиты против окисления борированного слоя. Дополнительный нагрев приводит к интенсивному трещинообразованию в боридных слоях как непосредственно после термической обработки, так и в процессе эксплуатации. Предлагаемое изобретение направлено на защиту борированных изделий от окисления и обезуглероживания в условиях нагрева под закалку, дополнительное диффузионное упрочнение, предотвращение трещинообразования в боридных слоях. Предлагаемый способ обработки стальных изделий включает диффузионное насыщение в борсодержащей смеси и закалку. Перед нагревом под закалку детали покрывают суспензией, содержащей, мас.%:
Бура - 40-60
Графит - 60-40
Вода - Сверх 100 до сметанообразного состояния суспензии
Этот состав позволяет производить высокотемпературный нагрев в печной среде без использования дополнительного оборудования для защиты от окисления, получать боридные слои большей износостойкости. Использование в суспензии в качестве борсодержащего компонента буры в количестве 40-60 мас.% способствует образованию фазы, поставляющей к насыщаемой поверхности активные атомы бора. При содержании буры менее 40% не происходит достаточной насыщающей способности состава, при увеличении ее количества сверх 60 мас.% заметного повышения активности суспензии не наблюдается. Присутствие графита в суспензии в количестве 40-60 мас.% позволяет интенсифицировать процесс насыщения и способствует формированию диффузионных слоев с благоприятным распределением остаточных напряжений, что способствует повышению износостойкости упрочненных деталей. При содержании графита менее 40 мас.% наблюдается снижение активности смеси, а при содержании графита более 60 мас.% увеличивается хрупкость диффузионного слоя. Предлагаемая суспензия не содержит дефицитных или токсичных материалов, обеспечивает технологичность ее приготовления, нанесение ровного слоя, хорошо удерживается на поверхности и обеспечивает получение борированных слоев повышенной твердости и износостойкости. Образцы для проведения сравнительных испытаний были изготовлены из стали 40Х. Технология обработки их заключалась в следующем: образцы подвергали обработке в борсодержащей среде состава, мас.%: карбид бора - 50, фтористый натрий - 7,0, железная окалина - 33, графит - 5,0, карбонат кальция - 5,0. Очищенные от смеси детали покрывали водной суспензией буры с графитом, осуществляли нагрев под закалку и проводили закалку в масле. В таблице приведены показатели микротвердости поверхности образцов в зависимости от состава покрытия. Для проведения опытов суспензией каждого приведенного в таблице состава было обработано по 10 образцов. В графе "микротвердость" указано наименьшее и наибольшее значение полученной микротвердости. Эксплуатация обработанных предлагаемым способом деталей в производстве показала, что их эксплуатационная стойкость возрастает в 2 раза.
Класс C23C8/52 с введением более чем одного элемента в одну стадию
Класс C23C8/60 использование твердых веществ, например порошков, паст
Класс C23C8/80 последующая обработка