Спосіб отримання комплексного дифузійного борованого покриття на робочих поверхнях деталей машини

Реферат: Винахід належить до галузі металургії і машинобудування, а саме - до способу отримання комплексного дифузійного борованого покриття на робочих поверхнях деталей машин, а точніше до способів хіміко-термічної обробки, і призначений для поверхневого зміцнення деталей машин для підвищення їхніх експлуатаційних характеристик. Спосіб включає нанесення на поверхню деталі обмазки для хіміко-термічної обробки - дифузійного борування при нагріванні її струмами високої частоти. До складу обмазки як джерело бору входить карбід бору, а як активатор використовують фторид натрію. Джерелом нагрівання служать струми високої частоти, що збільшує швидкість нагрівання та забезпечує дрібнозернисту аустенітну структуру сталі зміцнювальної деталі. Винахід забезпечує скорочення часу процесу до 20 секунд, підвищення мікротвердості до 10 ГПа сформованого зміцненого шару, який має структуру білих шарів і містить бориди та має товщину 200 мкм. UA 111440 C2 (12) UA 111440 C2 UA 111440 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Спосіб отримання комплексного дифузійного борованого покриття на робочих поверхнях деталей машин належить до галузі металургії та машинобудування, а точніше до способів хіміко-термічної обробки, і призначений для поверхневого зміцнення деталей машин для підвищення їхніх експлуатаційних характеристик, та може бути використаний в машинобудівній, металургійній та приладобудівній промисловості. Відомий спосіб [1] оснований на дифузійному боруванні з обмазок при контактному електронагріванні. При цьому обмазка має такий склад (мас. %): аморфний бор - 18-30; карбід бору - 20-15, тетрафтороборат калію - 1-3, криоліт - 3-2, розчин ПВА-9 - решта. Після нанесення активної обмазки наноситься захисна обмазка, після чого проводиться просушування обмазок. Процес насичення здійснюється контактним електронагріванням за час 3-5 хвилин при температурі 950-1000 °C. Недоліками даного способу є недостатня товщина зміцненого шару, його висока крихкість, довготривалість процесу і необхідність додаткового використання захисної обмазки. В основу винаходу поставлена задача створення способу отримання комплексного дифузійного борованого покриття на робочих поверхнях деталей машин, у якому за рахунок зміни складу обмазки, її зв'язки та способу термічної обробки, забезпечується збільшення товщини зовнішньої композиційної зони, зменшується її крихкість і скорочується загальний час нанесення покриття. Поставлена задача вирішується тим, що у способі отримання комплексного дифузійного борованого покриття на робочих поверхнях деталей машин, що складається з нанесення на поверхню деталі обмазки, в склад якої входить карбід бору і зв'язуюче, сушіння і нагрівання, згідно з винаходом попередньо наноситься хімічне покриття розчину, в г/л: сірчанокислий кобальт - 25-35, сірчанокислий нікель - 25-35, лимоннокислий натрій - 90-110, гіпофосфіт натрію - 20-30, гліцин - 30-40, аміак - 45-60 мл, при температурі 90-95 °C протягом 45 хв. при рН розчину 9-10 і після того наноситься обмазка, у якій як зв'язуюче використовується розчин клею БФ в ацетоні, і вона додатково містить оксид заліза, деревне вугілля та активатор - фторид натрію, при такому співвідношенні (мас. %): карбід бору - 60-55, оксид заліза - 20-15, деревне вугілля - 8-12, фторид натрію - 1-3, клей БФ - 8-10, ацетон - 3-5, а нагрівання проводять при температурі 1150-1200 °C протягом 20-25 секунд струмами високої частоти. Карбід бору є джерелом активних атомів бору; фторид натрію, як активатор процесу, і деревне вугілля сприяють створенню в робочій зоні обмазки активної газової фази. Швидке нагрівання і мала тривалість процесу дозволяє практично без зміни морфологічних параметрів матеріалу зміцнювальної деталі підвищити температуру дифузійної обробки до 1200 °C. Сформований зміцнений шар має структуру білих шарів і містить бориди, має товщину 200 мкм та мікротвердість 10 ГПа. Зміцнення деталі зі сталі 45 (таблиця) здійснюється шляхом попереднього хімічного осадження із водного розчину (в г/л): сірчанокислого кобальту - 30, сірчанокислого нікелю - 30, лимоннокислого натрію - 100, гіпофосфіту натрію - 25, гліцину - 35, аміаку - 50 мл, при температурі 90-95 °C протягом 45 хв., і підтримується рН розчину 9-10, промиванням і нанесенням на очищену та знежирену поверхню обмазки, до складу якої входить (мас. %): карбід бору - 57, оксид заліза - 15, деревне вугілля - 11, фторид натрію - 3, клей БФ - 10 і ацетон - 4, і сушіння цієї обмазки на повітрі. Після цього зміцнювальну деталь з нанесеною обмазкою нагрівають при температурі 1200 °C протягом 20 секунд струмами високої частоти. Джерело інформації: 1. АС 1754794 А1С23С 8/70, Бюл. № 30, 15.08.92. Обмазка для дифузионного покрытия. Ю.Н. Пресман, И.А. Калиниченко, Т.Ю. Максимова и Н.И. Афанасьев. Таблиця 1 № Параметри п/п 1 Хімічне осадження 2 3 4 Карбід бору Сірчанокислий 1.1 57 В4С (мас. %) кобальт 1 1.2 Оксид заліза 15 Сірчанокислий 5 Мікро Темпе Товщина твердість ратура зміцненого зміцнено дифузійного шару, мкм го шару, насичення, °C ГПа 6 7 8 30 200 30 1 10 1200 Час дифузійного борування, сек. 9 20 UA 111440 C2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.1 1.2 1.3 2 1.4 1.5 1.6 1.1 1.2 1.3 3 1.4 1.5 1.6 Fe3О4 (мас. %) Деревне вугілля (мас. %) Фторид натрію NaF (мас. %) Клей БФ (мас. %) Ацетон (мас. %) Карбід бору В4С (мас. %) Оксид заліза Fe3О4 (мас. %) Деревне вугілля (мас. %) Фторид натрію NaF (мас. %) Клей БФ (мас. %) Ацетон (мас. %) Карбід бору В4С (мас. %) Оксид заліза Fе3О4 (мас. %) Деревне вугілля (мас. %) Фторид натрію NaF (мас. %) Клей БФ (мас. %) Ацетон (мас. %) нікель 11 Лимоннокислий 100 натрій 3 Гіпофосфіт натрію 25 10 Гліцин 35 4 Аміак 50 60 Сірчанокислий кобальт 35 16 Сірчанокислий нікель 35 10 Лимоннокислий 110 натрій 3 Гіпофосфіт натрію 190 9 1200 25 170 9 1150 20 30 8 Гліцин 40 3 Аміак 60 55 Сірчанокислий кобальт 25 20 Сірчанокислий нікель 25 10 Лимоннокислий натрій 90 Гіпофосфіт натрію 20 2 10 Гліцин Аміак 30 45 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Спосіб отримання комплексного дифузійного борованого покриття на робочих поверхнях деталей машин, що включає нанесення на поверхню деталі обмазки, в склад якої входить карбід бору і зв'язуюче, сушіння і нагрівання, який відрізняється тим, що попередньо наносять хімічне покриття розчину, в г/л: сірчанокислий кобальт 25-35 сірчанокислий нікель 25-35 лимоннокислий натрій 90-110 гіпофосфіт натрію 20-30 гліцин 30-40 аміак 45-60 мл, при температурі 90-95 °С протягом 45 хв. при рН розчину 9-10 і після того наносять обмазку, у якій як зв'язуюче використовують розчин клею БФ в ацетоні, і вона додатково містить оксид заліза, деревне вугілля та активатор - фторид натрію, при такому співвідношенні (мас. %): карбід бору 60-55 оксид заліза 20-15 2 UA 111440 C2 деревне вугілля 8-12 фторид натрію 1-3 клей БФ 8-10 ацетон 3-5, а нагрівання проводять при температурі 1150-1200 °С протягом 20-25 секунд струмами високої частоти. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3