способ диффузионного борирования стальных деталей

Формула изобретения

СПОСОБ ДИФФУЗИОННОГО БОРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, включающий нанесение борсодержащей обмазки на поверхность детали и последующую диффузионную выдержку при температуре насыщения, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса борирования, повышения износостойкости деталей, а также технологичности способа за счет сокращения времени и обеспечения обработки деталей различной конфигурации, диффузионную выдержку проводят в расплаве электрошлаковой ванны, наведенной на флюсе АНФ-6 при 1500^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано при борировании стальных деталей.

Известен способ диффузионного борирования деталей, включающий нанесение защитной обмазки и борсодержащего состава на насыщаемую поверхность детали с последующим индукционным нагревом до температуры насыщения и выдержкой при этой температуре.

Однако в индукторе ТВЧ производится нагрев деталей только определенного размера и формы, что значительно сужает технологические возможности способа.

Цель изобретения - интенсификация процесса борирования, повышение износостойкости деталей, а также расширение технологических возможностей способа за счет сокращения времени и обеспечения обработки деталей различной конфигурации.

Предлагаемый способ осуществляют в следующей последовательности. На обрабатываемую деталь наносится борирующий состав, затем деталь помещают в предварительно наведенную электрошлаковую ванну с температурой 1500^оС и выдерживают при этой температуре. Электрошлаковая ванна наводится на флюсе на основе флюорита АНФ-6, который при погружении детали в ванну образует шлаковый гарнисаж (корочку), защищающий от размывания обмазку, а также является активатором при насыщении поверхности детали бором.

П р и м е р. Проводят борирование пробивных пуансонов. Материал пуансонов У8А, диаметр 10 мм. На упрочняемую поверхность пуансона наносится борирующая обмазка, состоящая из карбида бора и жидкого стекла (жидкое стекло перемешивается с водой в соотношении 1:5). Далее производится сушка обмазки в сушильном шкафу при 60^оС в течение 10 мин или на открытом воздухе при 20^оС в течение 30 мин.

После указанной подготовки пуансоны погружают в предварительно наведенную в графитовом тигле с графитовым стержнем электрошлаковую ванну. Ванна наводится на флюсе АНФ-6, состоящем из 70% СаF₂ (флюорит) и 30% Al₂O₃, температура ванны 1500^оС.

Результаты борирования в зависимости от времени выдержки в расплаве приведены в таблице.

Из таблицы видно, что при выдержке 30 с образовалась композиционная боридная структура, состоящая из высокодисперсных включений боридов Fe₂B в более мягкой основе, состоящей из основного металла (У8А).

При выдержке 20 с и ниже образуются сплошные слои боридов (Fe₂B) различной толщины с микротвердостью Н₁₀₀ = 1400-1800 кг/мм².

Таким образом, процесс борирования значительно сокращается, так как нагрев деталей производится в течение 30-15 с (в прототипе - несколько минут). Кроме того, процесс борирования упрощается за счет исключения предварительного нагрева.

Использование предлагаемого способа получения композиционных и сплошных боридных слоев позволяет упрочнять широкий диапазон деталей различной конфигурации за счет использования соответствующих типоразмеров тиглей, в которых наводится электрошлаковая ванна.