Склад порошку для борування сталевих та чавунних виробів

Склад порошку для борування сталевих і чавунних виробів, який вміщує технічний карбід бору, буру, відрізняється тим, що він додатково містить фтористий літій при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Карбід бору 72,5...77,5 Бура 12,5...17,5 Фтористий літій 7,5...12,5. (19) (21) 97094485 (22) 03.09.1997 (24) 16.10.2000 (33) UA (46) 16.10.2000, Бюл. № 5, 2000 р. (72) Канарчук Вадим Євгенович, Барилович Леонід Павлович, Ткачук Володимир Микитович (73) УКРАЇНСЬКИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ /УТУ/ 28726 Введення в склад бористих порошків фтористого літія забезпечує активізацію процесу виникнення іонів бору і сприяє упровадженню їх у поверхню метала деталі. Крім цього, запропоноване співвідношеня компонентів у порошку, забезпечує зниження оптимальної температури дифузійного насичення сталі і, особливо, чавуну, при цьому збільшуючи імовірність утворення фази Fe2B. Це приводить до зменшення імовірності утворення тріщин на поверхні деталі після борування у 4-6 раз. Для визначення оптимального складу порошку проводили експериментальні дослідження дифузійним боруванням великої кількості деталей з різних сталей і чавунів в герметичних контейнерах. Порошок визначеного складу одержували змішуванням компонентів і зпеченням їх при температурі не нижче 800°С. Проведено борування деталей і зразків з низьковуглецевої, середньовуглецевої сталей і сірих чавунів (чавунів з пластинчатим графітом), а також ряд деталей з легованих сталей автотракторної техніки. У табл. 1 приведені дані глибини борованого шару в залежності від різних співвідношень компонентів у порошку. Як видно з табл. 1, найбільш оптимальний склад для досягнення найбільших результатів включає 75% карбіда бора,19% бури і 10% фтористого літія. З метою визначення якісного стану, виявлявся фазовий склад борованого шару. Наслідки дослідження фазового складу приведені у табл. 2. Як видно з цієї таблиці, розроблений та приведений вище склад боридного порошка забезпечує одержання при боруванні максимальної кількості низькоборидної фази Fe2B, яка надає високі експлуатаційні характеристики борованим деталям. Введення фтористого літія (LiF) у склад порошка у кількості 10% прискорює процес дифузії в металі у зв'язку із збільшенням кількості атомарного бору на поверхні деталі у процесі борування. У цьому випадку літій діє, як каталізатор, при дисоціації і розщепленні боровмістких речовин - карбіда бору і бури. Він забезпечує дуже високий рівень (біля 90%) відновленого, активізованого атомарного бору. Як видно із приведених вище результатів дослідження, збільшення або зменшення вмісту фтористого літію від оптимальної кількості погіршує результати дифузійного процесу. Розроблений склад порошка для борування стальних і чавунних деталей, характеризується високою технологічністю в його одержанні і практичному застосуванні. При цьому не потрібно складного устаткування для виготовлення порошка, для борування деталей, для здійснення контролю за технологією борування. Високі фізико-механічні властивості металу деталей забезпечуються самою технологією борування. Таблиця 1 Залежність товщини борованого шару сталевих і чавунних деталей від кількісного складу компонентів порошка № досліджень Карбід бора 1 2 3 4 5 60 70 75 80 85 6 7 8 70 75 80 9 10 11 70 75 80 Товщина борованого шару, мкм, за період процесу, год Бура Фтористий літій 2 3 4 Деталі із низьковуглецевих сталей 37,5 2,5 105 135 162 25 5 112 154 185 15 10 120 165 188 12,5 7,5 116 159 172 2,5 12,5 108 137 167 Деталі з середньовуглецевих сталей 27,5 2,5 99 132 144 15 10 112 152 168 12,5 7,5 104 135 148 Деталі із чавунів 25 5 176 290 319 15 10 198 360 369 12,5 7,5 180 310 325 Склад порошка, мас.% Примітка: Температура борування для всіх сталей і чавунів становила 930±10°C. 2 28726 Таблиця 2 Зміна фазового складу поверхні борованих сталевих і чавунних деталей в залежності від умов борування № досліджень Карбід бора 1 2 3 4 5 60 70 75 80 85 6 7 8 70 75 80 9 10 11 70 75 80 Склад , мас. % Кількість бористої фази,%, ^держаної за період борування,гой. ФторисFe2B FeB Бура тий літій 2 3 4 2 3 4 Деталі із низьковуглецевих сталей 37,5 2,5 63 71 68 37 29 32 25 5 66 74 72 34 26 28 15 10 75 83 82 25 17 18 12,5 7,5 71 82 78 29 18 22 2,5 12,5 68 77 73 32 23 27 Деталі із севедньовуглецевих сталей 27,5 2,5 68 78 73 32 22 27 15 10 72 85 81 28 25 19 12,5 7,5 69 75 73 ЗІ 25 27 Деталі із чавунів 25 5 71 78 72 29 22 28 15 10 78 89 83 22 11 17 12,5 7,5 73 75 67 27 25 33 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3