CC BY
16БОРИРОВАНИЕ СТАЛЕЙ ИЗ ОБМАЗОК ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ
ЖАРОСТОЙКОСТИ
Сардор Маруфович Юсупов
Фегранского политехнического института timurbatirov18@mail.ru
Темурхужа Бузрукхужа угли Анвархужаев
Фегранского политехнического института timurbatirov18@mail.ru
АННОТАЦИЯ
Показано, что одним из эффективных способов повышения работоспособности стальных изделий, позволяющих повысить их эксплуатационные свойства, является борирование. Отмечено, что наиболее часто борирование применяют для повышения износостойкости и коррозионной стойкости в растворах кислот металлов и сплавов. Высокая твердость борированных слоев (микротвердость 18...20) ГПа сохраняется при нагреве до 800 0С. В условиях атмосферной коррозии и коррозии в природных и промышленных водах борированные стали недостаточно стойки. Борированию можно подвергать практически все конструкционные и инструментальные стали. Борированные детали можно применять в особо жестких условиях эксплуатации: трения скольжения без смазки, абразивного изнашивания, изнашивания в вакууме, при повышенных и высоких температурах, в агрессивных средах. На практике упрочнения деталей металлургического оборудования наибольшее распространение получили электролизное борирование (крупные серии деталей) и борирование из порошков, паст или обмазок (мелкие серии и единичные детали). Крупногабаритные детали, особенно при необходимости их местного борирования, целесообразно насыщать из обмазок (паст).
Ключевые слова: диффузионное борирование, бура, тигель технология, лектролиз, структура, фазовый состав, боридный слой, внутреннее напряжение, обмазка (паста).
BORING OF STEELS FROM GLASSES TO INCREASE HEAT RESISTANCE
Sardor Marufovich Yusupov
Fegran Polytechnic Institute timurbatirov18@mail.ru
Temurkhoja Buzrukhuja ugli Anvarkhujaev
Fegran Polytechnic Institute timurbatirov18@mail.ru
ABSTRACT
It is shown that one of the effective ways to improve the performance of steel products, which makes it possible to increase their operational properties, is borating. It is noted that borating is most often used to increase wear resistance and corrosion resistance in acid solutions of metals and alloys. The high hardness of borated layers (microhardness 18 ... 20) GPa is retained when heated to 800 ° C. In conditions of atmospheric corrosion and corrosion in natural and industrial waters, borated steels are not sufficiently resistant. Almost all structural and tool steels can be borated. Boronated parts can be used in particularly harsh operating conditions: sliding friction without lubrication, abrasive wear, wear in a vacuum, at elevated and high temperatures, in corrosive environments. In the practice of strengthening parts of metallurgical equipment, the most widespread are electrolysis borating (large series of parts) and boriding from powders, pastes or coatings (small series and single parts). Large-sized parts, especially when it is necessary to locally borate them, it is advisable to saturate from coatings (pastes).
Keywords: diffusion boriding, borax, crucible technology, electrolysis, structure, phase composition, boride layer, internal stress, coating (paste).
В производственных условиях жидкостное электролизное борирование осуществляют в металлическом тигле, в котором расплавляют буру, постепенно забрасывая её в тигель по 8...10 кг. В расплав погружают обрабатываемую деталь, находящуюся в графитовом стержне.
Деталь подключают к отрицательному полюсу источника постоянного тока (катод), графитовый стержень к положительному полюсу (анод). Электроды устанавливают после того, как уровень ванны достигает 1/4 высоты тигля. Концы электродов должны находиться на расстоянии не менее 100 мм от дна тигля и не менее 30 мм от его стенок. В электродержатель подается охлажденная вода, включается ток защиты тигля. Процесс обычно осуществляется при плотности тока от 0,15 до 0,20 А/см2 борируемой поверхности и при напряжении 10.14 В. По мере заполнения ванны силу тока повышают до установленного предела. После достижения рабочей температуры процесса 930...950 °С в ванну плавно загружают детали и выдерживают в ней 2,5 -3 ч. Глубина борированного слоя достигает 0,15...0,20 мм. При выдержке до 6 ч можно получить слой толщиной до 0,35 мм. Дальнейшее увеличение выдержки, повышение температуры более 980 °С и плотности тока свыше 0,20 А/см незначительно увеличивает глубину слоя, повышая его хрупкость. По окончании процесса ток выключают, деталь извлекают из ванны, охлаждают (закаливают) на воздухе или в масле, промывают в кипящей воде 1 - 2 ч и отпускают по режиму отпуска, принятому для данной стали. Перед борированием поверхность детали следует очистить от следов масла,
окалины и других загрязнений. Для защиты отдельных участков детали от борирования проводят гальваническое меднение или хромирование.
Неполное погружение детали в ванну, как метод местного борирования, непригодно вследствие сильного разъедания металла детали па границе раздела поверхности ванны и воздуха. Недостатки процесса жидкостного электролизного борирования кроме низкой стойкости тиглей является повышенный расход буры. С течением времени не весь выделяющий бор участвует в формировании покрытия. Часть бора образует аморфный слой, который «приваривается» к поверхности, ухудшая её чистоту и препятствует адсорбции активного бора. Аморфный слой бора уносится из электролита вместе с изделием и частично остается в электролите, загрязняя его.
В результате при многократном использовании насыщающей среды в ней накапливается аморфный бор, который внедряется в слой боридов, создает пористость и ухудшает свойства боридного покрытия. Для повышения качества и стойкости покрытия к разрушению под действием динамических нагрузок можно использовать способ электролизного борирования см.
Термическую обработку борированных деталей можно осуществлять по трем вариантам:
а) выгруженные из печи контейнеры распаковывают, детали под-стуживают до (850.870) °С, охлаждают в воде (масле), промывают в моечной машине ММД-9 и подвергают отпуску при 200 °С в течение 2,5 ч;
б) выгруженный контейнер охлаждают на воздухе, распаковывают, детали после промывки нагревают под закалку до 850.870 °С, закаливают в воде (масле), промывают в моечной машине и подвергают отпуску;
в) детали после охлаждения в контейнере промывают, подвергают нагреву ТВЧ и закалке. После закалки с нагрева ТВЧ детали подвергают отпуску при 200±10 °С.
После печного нагрева глубина борированного слоя составляет 0,15.0,30 мм, микротвердость 15.20 10 МПа. После нагрева ТВЧ глубина борированного слоя 0,15.0,30 мм, глубина закаленного слоя до 5 мм, микротвердость борированного слоя 15600.17800 МПа. Применение этого варианта позволяет снизить трудоемкость, улучшить качество, уменьшить расход материалов и энергоносителей. Борированию в порошковой смеси подвергали чугунные проводки (химический состав чугуна: 3,6 % С; 1,47 % 81; 0,7 Мп). После борирова-ния при 950±10 °С в течение 6 - 10 ч был получен слой глубиной 0,30. 0,40 мм. Износостойкость повысилась в 1,3.1,8 раза. Применение обмазок (паст) позволяет при упрочнении одних и тех же деталей экономить на 25 % больше расходуемого количества карбида бора по сравнению с его расходом при
SCIENTIFIC PROGRESS VOLUME 2 I ISSUE 1 I 2021
ISSN: 2181-1601
борировании в порошках. Вопросы применения борсодержащих обмазок детально рассмотрены в работе
REFERENCES
1. Хусанов Ю. Ю., Мамасидиков Б. Э. У. ПОЛИМЕР КОМПОЗИТ МАТЕРИАЛЛАРНИ ПРАМАЛАШДА КИРИНДИ ^ОСИЛ БУЛИШ ЖАРАЁНИ ТАДЖИК КИЛИШ //Scientific progress. - 2021. - Т. 2. - №. 1. - С. 95-104.
2. Файзиматов Ш. Н., Абдуллаев Ш. М. ДОРНАЛАР ЁРДАМИДА КИЧИК УЛЧАМЛИ ЧУКУР ТЕШИКЛАРГА ИШЛОВ БЕРИШ АНЩЛИГИ ВА САМАРАДОРЛИГИНИ ОШИРИШ //Scientific progress. - 2021. - Т. 1. - №. 6. - С. 851-856.
3. Fayzimatov B. N., Xusanov Y. Y. PROBLEMS OF GLASS SURFACE QUALITY FORMATION FOR MECHANICAL PROCESSING //Scientific-technical journal. -2018. - Т. 22. - №. 2. - С. 35-39.
4. Fayzimatov S. N., Xusanov Y. Y., Valixonov D. A. Optimization Conditions Of Drilling Polymeric Composite Materials //The American Journal of Engineering and Technology. - 2021. - Т. 3. - №. 02. - С. 22-30.
5. Xusanov Y. Y., Valixonov D. A. O. G. L. POLIMER KOMPOZITSION MATERIALLARDAN TAYYORLANGAN DETALLARNI PARMALASHNI ASOSIY KO 'RINISHLARI //Scientific progress. - 2021. - Т. 1. - №. 6. - С. 11691174.
6. Xusanov Y. Y., Valixonov D. A. O. G. L. POLIMER KOMPOZITSION MATERIALLARDAN TAYYORLANGAN DETALLARNI PARMALASHNI ASOSIY KO 'RINISHLARI //Scientific progress. - 2021. - Т. 1. - №. 6. - С. 11691174.
7. Борирование сплавов системы Бе-С и его особенности // Физическая химия. 2005. №9.
8. Диффузионное борирование стали и шероховатость поверхности / Алиев А.А., Булгаков В.П., Приходько Б.С. // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2005. №2. С.01-94.
9. Применение электролизного борирования для упрочнения деталей при изготовлении силикатного кирпича / В.Н. Гадалов [и др.] // Инновационное направление учебно-методической и научной деятельностей кафедр материаловедения и технологий конструкционных материалов: материалы всероссийского совещания (с междунар. участием) зав. кафедрами материаловедения и технологий конструкционных материалов. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та. 2012. С. 40-43.
