Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

УПРОЧНЕНИЕ ЛИТЫХ СТАЛЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫМ ЛЕГИРОВАНИЕМ ИЗ БОРСОДЕРЖАЩИХ ОБМАЗОК

Гурьев М.А. Иванов А.Г. Иванов С.Г. Гурьев А.М.

Одним из важнейших эксплуатационных качеств деталей машин и инструмента является износостойкость, так как более 70% деталей машин и инструмента выходят из строя по причине износа. Существует множество способов упрочнения деталей машин и оборудования: накатка, применение различных технологий нанесения покрытий. Одним из наиболее простых в техническом плане и не требующим специального оборудования способом нанесения упрочняющих покрытий является диффузионное упрочнение, а в частности, диффузионное насыщение бором и другими элементами.

Традиционно используется диффузионное борирование для готовых изделий, когда операция упрочнения является окончательной. Однако в данном случае приходится учитывать влияние таких последствий как изменение геометрических размеров упрочненных деталей, которое неприемлемо для прецизионных изделий. А так же относительно высокую хрупкость получаемого диффузионного слоя при размерах самого слоя, не превышающих 350 мкм.

Указанных недостатков лишен способ поверхностного упрочнения, когда диффузионное насыщение и процесс изготовления совмещены в единый процесс. Такая комбинация возможно только при изготовлении деталей машин и инструмента методами литья. При этом получаются упрочненные слои, имеющие толщину до 5 мм, обладающие высокими износостойкостью и пластичностью слоя.

В данной работе проводили упрочнение сталей 35Л и 110Г13Л литьем в форму из кварцевого песка различными методами из смеси на основе карбида бора, нанесенной на поверхность литейной формы. Установлено, что диффузионный слой, полученный при литье имеет на порядок большую толщину по сравнению с диффузионными слоями, полученными методами химико-термической обработки (ХТО). Строение диффузионного слоя, полученного упрочнением при литье, также претерпевает значительные изменения по сравнению с химико-термической обработкой: игольчатое строение, присущее боридным слоям, полученным методами ХТО исчезает, переходя в литую боридную эвтектику. Микротвердость слоев, получаемых в процессе литья несколько ниже, чем у слоев, получаемых методами ХТО, однако это компенсируется их значительно возросшей пластичностью, что позволяет использовать литые диффузионно-упрочненные детали при повышенных ударных нагрузках без опасности скалывания слоя.

При упрочнении по аналогичной технологии стали 110Г13Л можно сделать вывод, что толщина слоя, получающегося при поверхностном легировании сталей различного химического состава толщина диффузионного слоя слабо зависит от марки стали в отличие от диффузионного упрочнения в твердой фазе. При этом слой, получившийся на стали 110Г13Л все же значительно отличается от слоя на стали 35Л: полученный слой имеет четкую границу, делящую его на два подслоя, четко разграниченные по цветам. Более темный цвет верхнего подслоя обусловлен выделениями пластинчатого углерода вследствие вытеснения его бором из карбидов. Так как данная марка стали содержит довольно много углерода, то бор, диффундирующий с поверхности изделия в процессе охлаждения отливки, вытесняет углерод из растворов и соединений. Светлый подслой представляет собой боридную эвтектику. Выделение углерода в данном случае не происходит, так как диффузия бора на глубине около 1 мм от поверхности происходит довольно слабо и новые атомы бора практически не поступают. Данный слой представляет собой структуру, сформировавшуюся в результате взаимодействия расплавленного металла с борирующей обмазкой и впоследствии слабо подвергавшуюся другим воздействиям.

По результатам исследований разработан новый способ упрочнения стальных изделий, получено 2 патента РФ на изобретение и подана заявка на получение патента.


Библиографическая ссылка

Гурьев М.А., Иванов А.Г., Иванов С.Г., Гурьев А.М. УПРОЧНЕНИЕ ЛИТЫХ СТАЛЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫМ ЛЕГИРОВАНИЕМ ИЗ БОРСОДЕРЖАЩИХ ОБМАЗОК // Успехи современного естествознания. – 2010. – № 3. – С. 123-123;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=7940 (дата обращения: 22.06.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674