ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оборудование и материалы из "Упрочнение деталей борированием " Одной из причин малого применения в промышленности электролизного борирования является низкая стойкость тиглей, которые выходят из строя в результате разъедания их бурой. [c.8] В некоторых установках [78] используется пневматическое устройство для вибрации, вращения и вертикально-горизонтального перемещения штанги с деталями, что позволяет ускорить процесс диффузии вследствие снятия выделяющегося на деталях натрия и графита. Вращение штанги с деталями большого диаметра дает возможность получить равномерный борированный слой по всему периметру деталей при малых рабочих объемах ванн вследствие возможности использования одного анода. [c.10] Основным материалом, применяемым при электролизном борировании, является кристаллическая техническая бура Na2B407-ЮНгО (ГОСТ 8429—69), представляющая собой белый мелкокристаллический порошок. При плавлении бура теряет кристаллизационную воду и частично термически диссоциирует, что и обусловливает ее электропроводность. [c.11] При использовании в качестве электролита чистой буры через двое-трое суток после начала работы может наблюдаться значительное уменьшение жидкотекучести расплава и, как следствие, получение борированного слоя с неравномерной глубиной. Для увеличения жидкотекучести и ускорения процесса электролизного борирования можно добавить в электролит, состояихий из технической буры, 20—25%, поваренной соли или соды. При высоких температурах эти добавки термически разлагаются, в результате чего изменяется соотношение между окислами натрия и бора и снижается температура плавления. [c.11] Значительно улучшить качество поверхности деталей можно при насыщении з электролитов, содержащих бор н хром, например и электролита на основе буры с добавками от 5 до до 20 о/о окиси хрома [44]. [c.11] Материалом для изготовления анодов служат графитовые электроды (ГОСТ 4426—62) диаметром 75, 50 и 30 мм, а также угольные стержни диаметром 20, 15, 13, 10 и 8 мм. Для борирования плоских поверхностей целесообразней применять прямоугольные электроды. Угольные аноды обладают более низкой стойкостью, чем графитовые поэтому там, где это можно, следует применять аноды из графита наиболее высокую стойкость имеют силитовые электроды. [c.12] Перед началом эксплуатации установки электролизного борирования необходимо подготовить печи-ванны, для чего печь нагревают и в тигель небольшими порциями по 8—10 кг загружают буру. Каждую новую порцию буры вводят после полного расплавления предыдущей. Когда уровень ванны достигнет примерно одной четверти высоты тигля, на расстоянии 100 мм от дна тигля и не менее 30 мм от стенки устанавливают электроды и включают постоянный ток. При этом тигель должен быть подключен к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а электроды — к положительному. Силу тока в этом случае рассчитывают с учетом плотности тока 0,08—0,1 а см , площади дна и боковой поверхности тигля, находящейся в расплавленной буре. По мере повышения уровня расплавленной буры соответственно увеличивают силу тока в цепи электролиза. Процесс борирования тигля проводят до полного просветления буры, но не менее 12—15 ч. Л(елезо и другие примеси, растворенные в буре, осаждаются на стенках тигля, а бура светлеет и становится чистой и прозрачной, как стекло. Затем графитированные электроды снимают, а стены и дно очищают от шлака специальными скребками и небольшими порциями вливают разжижающие добавки, например поваренную соль, в количестве 20 —25% от общего веса расплава. [c.12] Рассмотрим кратко основные дефекты, возникающие при электролизном борировании, а также пути их устранения. [c.13] Сетчатые трещины являются следствием неравномерного охлаждения массы металла во время закалки. Температура в каждый момент времени на поверхности ниже, чем в более глубоких слоях материала, поэтому поверхностные слон стремятся сжаться, а более глубокие с относительно высокой темие.ратурой не успевают уменьшить соответственно свой объем,, вследствие чего на поверхности детали возникают во взаимно перпендикулярных направлениях растягивающие напряжения о и Оу (рис. 12), из-за чего в соответствующих направлениях появляются трещины, они возникают во многих местах и образуют при малой глубине сетку трещин. Чем больше объемные изменения при закалке, тем больше (при прочих равных условиях) величина этих растягивающих напряжений. Поэтому повторный нагрев борированных деталей под закалку нежелателен, так как при этом дважды происходит перекристаллизация сердцевины, сопровождающаяся объемными изменениями в результате фазовых превращений. Лучшие результаты должна давать непосредственная закалка без повторного нагрева, причем режим охлаждения следует подбирать так, чтобы объемные изменения сердцевины при закалке были минимальными (изотермическая, ступенчатая закалка). В случае повторного нагрева борированных деталей под закалку следует рекомендовать быстрый нагрев т. в. ч., так как изменение объема сердцевины при этом значительно меньше, чем при объемной закалке [29]. [c.15] Эффективным средством предупреждения осаждения графита на поверхность деталей является применение реверсирования полярности тока [44], в результате изменения полярности насыщаемой детали скорость отделения угольных частиц от графитовых электродов уменьшается, а также затрудняется их продвижение к поверхности детали. [c.17] Наряду с общими требованиями по технике безопасности, предъявляемыми к участкам термической обработки, при создании участка электролизного борирования должны быть предусмотрены. специальные меры. [c.17] Каждая печь-ванна должна иметь принудительный бортовой отсос с внешним выводом. Прежде чем приступить к работе, рабочий обязан а) надеть брезентовую, су.хую и непромасленную спецовку и защитные очки б) очистить зеркало ванны от шлака в) проверить исправность электроприборов г) просушить детали, приспособления и инструмент. [c.18] Влажные детали и приспособления могут вызвать взрыв и выплеск расплавленной буры. Загружать детали в ванну следует медленно, осторожно, без рывков при помощи приспособлений. При опускании и выемке деталей и электродов из ванны электрический ток для электролиза должен быть выключен. Во избежание замыкания запрещается во время процесса опускать в ванну какие-либо металлические предметы. При образовании течи в тигле необходимо немедленно отключить ванну и извлечь детали и электроды. Если уровень расплавленной буры будет продолжать понижаться, следует вычерпать из ванны раствор специальным черпаком, который должен быть сухим и чистым. После работы с бурой необходимо тщательно вымыть руки мылом, принимать пищу па рабочем месте воспрещается. [c.18] Периодически рабочие, занятые борированием, должны проходить технический инструктаж. [c.18] Детали перед борированием должны иметь чистую по-вер.хность без следов масла, окалины и других загрязнений. Для этого их протирают сухой ветошью или ветошью, смоченной бензином. В некоторых случаях окалину или ржавчину удаляют гидропескоструйной или дробеструйной очисткой поверхности деталей. [c.18] Если борирование нужно не по всей поверхности, то для местной защиты соответствующие участки детали подвергают гальваническому омеднению [65]. Более надежным способом местной защиты является электролитическое хромирование изолируемых поверхностей. Слой хрома толщиной не менее 20 мк наносится в ваннах того же состава и при тех же режимах, что и обычное гальваническое хромирование [И]. Например, слой гальванического хрома можно получить из ванны, содержащей 200— 250 г/л хромового ангидрида, 2,0—2,5 г/л серной кислоты, при температуре 50—55°С и катодной плотности тока 45—50 а/дж в течение 1 ч. [c.19] Увеличение припуска на механическую обработку не может служить защитой поверхности детали, так как борированный слой из-за очень высокой твердости плохо поддается обычной механической обработке. [c.19] В большинстве случаев детали после борирования подвергают закалке и отпуску, так как при работе деталей в условиях значительных давлений наличие под тонким твердым слоем боридов вязкой сердцевины может привести к продавливанию и выкрашиванию борированного слоя. Для борированных деталей рекомендуется [29] применять ступенчатую или изотермическую закалку с нагревом в соляных ваннах или с нагревом т. в. ч. После нагрева т. в.ч. и последующей закалки структура закаленного слоя стали У8 состоит из мелкоигольчатого мартенсита с отдельными мелкими включениями троостита. Переходный слой имеет структуру мартенсита с более значительными участками троостита. Структура сердцевины состоит из перлита и феррита. При возможности следует закаливать детали без повторного нагрева, помещая их в закалочную среду сразу после борирования и некоторого охлаждения. Температуру отпуска выбирают в зависимости от свойств основного материала, так как на твердость борированного слоя отпуск не влияет. [c.19] Вернуться к основной статье