Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Na2B4O7 = Na2O + 2B2O3, B2O3 + 3B4C = 14В + ЗСО, в результате которых образуется активный металлический бор в виде газовой фазы и окись углерода. Основная роль газовой фазы в процессе борпрования подтверждена экспериментально. В непосредственной близости над поверхностью реакционной ванны (смесь порошка карбида бора и расплавленной буры) были подвешены пористые образцы. После выдержки в микроструктуре образца по всему его сеченпю обнаружены боридные включення, а на поверхности образца образовался тонкий бо-ридпый слой. Прп борирующем спекании образцов в засыпке из смеси буры и порошка карбида бора имеет место и непосредственный контакт жидкого расплава с металлом бори-руемых деталей, поэтому процесс бори ровапня можно отнести к жид-костио-газовому. Физически и химически адсорбированные атомы бора на поверхности сплава переходят в твердый раствор или непосредственно образуют боридные фазы.
Протекание химических реакций, связанное с увеличением плотности дислокаций, накладывающееся на диффузионные процессы собственно спекания, активирует процесс в целом. В результате температура спекания материалов может быть понижена на 250° С. В табл. 100 приведены свойства образцов с исходной
T а о лица 100. Свойства нержавеющей стали Х23Н18 после спекания в водороде и в борнрующей засыпке
% 2200 ff л
- ь ^
Ч 2000
1800
1600
1400 -
1200
1000
800 ¦
600 ¦
400 -
200 1
О 0,02 0,06 0,10 OM 0,18 0,22 0,25 0,30
Глу6ина,мм
Рис. 151. Изменение микроструктуры по глубине борированных образцов сталей (температура спекания 950° С) :
J—X18H15, 2 ч; 2 —Х18Н15, 4 ч; 3 — Х23Н18, 2 ч; 4 — X23H18. 4 ч.
Свойство Спекание в водороде без бо-рироваиия Борирующее спекание прн U50° с
950е с 1200е с
Изменение объема, % Электрической сопротивление, мкОм-см Црочность при срезе, кТ/мм3 Ударная вязкость, кГ-см/см2 Твердость по При пел л ю к Г/мм2 —0,43 121,00 20,00 13,00 65,00 —2,6 96,0 28,0 85,0 4-4,65 94,20 33,00 18,20 105,00
199
20% из порошков нержавеющей стали Х23Н18 после спека-^ различных температурах в условиях обычного спекания в — ™таой оосы — 20° С и с одновременным борированием [499]. ^дег1«^военасьіщение серой и бором (сульфоборирование) и серой вдетом (сульфоцементирование). Для достижения более высоких 3L^^механических и антифрикционных свойств материалов на основе ирпжавеющих сталей предложено [554] совмещать процессы
«innmROB нерЖавеЮЩИХ СТалеи Ііредлитсии L^^J WU"l^"lu и^и^^ъм
Чтения серой и бором. Один из вариантов этого метода предусмат-потает следующую технологию: пропитка спрессованных из порошков не-пжГвегошей стали образцов в расплаве серы при 120-130 G в течение ? мет затем спекание изделий в среде водорода в борсодержащеи засып-го М6% буры 84% карбида бора) по режиму: посадка в печь при 300° С, выдержка при этой температуре 30 мин, подъем температуры до* 600° G и выдержка 60 мин. Этот этап нагрева обеспечивает образование сульфидов Затем производится подъем температуры до 950° G и выдержка от 2 до 6 ч. Спекание при температуре 950° G обеспечивает протекание процессов борирования.
В результате совмещения двух процессов компоненты сплава взаимодействуют с серой и бором с образованием на поверхности изделия сплошного белого диффузионного слоя и разрозненных включений сульфидов, боридов в его глубинных слоях (рис. 154, см. вклейку) [581]. При спекании в борирующей засыпке, содержащей карбид бора, в результате образования окиси углерода кроме борирования происходит также насыщение материала углеродом, приводящее к выделению в белом диффузионном слое борокарбидов в виде сплошного слоя или отдельных включений.
Сочетание процессов насыщения стали серой и бором и достижение оптимальных физико-механических свойств обеспечивается при пористости материала 18—25% [422, 495, 563]. При этом материал имеет следующие характеристики: увеличение объема в результате сульфобо-рирования примерно 4%, прочность при срезе около 30 кГ/мм2, ударная вязкость до 17 кГ • см/см2, твердость до 130 кГ/мм2.
При совмещенном процессе сульфидирования и борирования в борирующей засыпке содержание серы в материале по сравнению с сульфи-дирующим спеканием без засыпки более высокое (на порядок), что объясняется влиянием засыпки, которая препятствует быстрому испарению и упосу серы током водорода.
Как показывает исследование структуры, фазового и химического состава материалов, подвергнутых сульфоборированию, на их поверхности 1IJL ИН6 Д° ММ имеется плотный слой твердой слаботравящейся к!1?ШІОЩЄЙ/л° химическому и фазовому составу смеси борп-Глеза В rfvL?°Ma (СГ2В' СгВ' СгСз> и сложиых сульфидов хрома п шГкаобобопГ^пГ МатеР?ала залегают дисперсные включения боридов 64% Fe 4 8 S) СУЛЬФИД0В хР°ма' легированных железом (51% Cr,
Горячее прессование и экструзия
~Г„:^^ «Рименения методов горя,,,
аяТяфрИКЦИ0ВПЫХ материа,ов Го™гГо™о:^
200
Жавнем непластпчной аптпфрпкцпонной добавки. Метод динамического горячего прессования использован для получения подшипниковых материалов различных составов: пз смеси 70% порошка графита, плакированного медью, и 30% порошка меди: пз смесп 50% MoS2, покрытого B2O3 и 50% бронзы БрО-iO; пз графита, плакпрованпого медью и оловом, с содержанием металла до 10%; из MoS2, покрытого В20з, с содержанием MoS2 до 90% [278].
