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):, , , , ,
Патентообладатель(и):Государственное унитарное предприятие "Комбинат строительных материалов"
Приоритеты:
подача заявки:
2002-01-15
публикация патента:

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 60-40

Графит 40-60

Вода сверх 100 До сметанообразного состояния

Описание 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

способ упрочнения плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей -  патент 2463358 (10.10.2012)
способ получения металлокерамического покрытия на деталях из никелевых сплавов -  патент 2375495 (10.12.2009)
способ упрочнения поверхности стальных изделий -  патент 2252266 (20.05.2005)
способ упрочнения поверхностей деталей -  патент 2198954 (20.02.2003)

Класс C23C8/60 использование твердых веществ, например порошков, паст

Класс C23C8/80 последующая обработка

способ внутреннего азотирования ферритной коррозионно-стойкой стали -  патент 2522922 (20.07.2014)
способ упрочнения титановых сплавов в газовой среде -  патент 2365671 (27.08.2009)
способ химико-термической обработки сталей в порошковых смесях -  патент 2348736 (10.03.2009)
способ химико-термической обработки деталей пар трения из сталей -  патент 2330100 (27.07.2008)
способ термической и химико-термической обработки стальных изделий в вакууме -  патент 2324001 (10.05.2008)
способ азотирования изделий в тлеющем разряде с эффектом полого катода -  патент 2276201 (10.05.2006)
способ поверхностного упрочнения изделий из стали -  патент 2251594 (10.05.2005)
способ изготовления тонких, труднорастворимых покрытий (варианты) -  патент 2250932 (27.04.2005)
способ комбинированного борирования углеродистой стали -  патент 2210617 (20.08.2003)
способ упрочнения режущего и формообразующего инструмента из теплостойких хромистых сталей -  патент 2205892 (10.06.2003)
Наверх