Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2020,  том 17,  №1, 26-31

 

М.А. Гурьев1, А.И. Аугсткалн1, А.М. Гурьев1,2, С.Г. Иванов3

Структура и свойства многокомпонентных диффузионных покрытий на сером чугуне СЧ 25

1Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, пр. Ленина, 46, 656038, Барнаул, Россия
2
Уханьский текстильный университет, ул. ФангЖи, 1, 430073, Ухань, КНР
3ООО «Технологии упрочнения», ул. Туриногорская, 39А, 656063, Барнаул, Россия

Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

В настоящей работе представлены результаты исследования влияния высокотемпературного связующего в составе насыщающей обмазки, содержащей карбид бора, феррохром и ферротитан, фторид натрия и хлорид аммония при формировании на поверхности чугунной отливки упрочненного слоя в процессе ее получения. В качестве высокотемпературных связующих применены бура и борный ангидрид. Для получения экспериментальных отливок использовали формы из холодно-твердеющих смесей (ХТС), на рабочую поверхность которой наносили насыщающую смесь. После тщательной просушки формы заливали расплавом чугуна при температуре 1450 °С. Микроструктуру образцов изучали на автоматизированном оптическом микроскопе Carl Zeiss Axio Observer Z1m с программно-аппаратным комплексом «Tixomet PRO», включающего программное обеспечение «Tixomet». Дюрометрические исследования производили с помощью полуавтоматического микротвердомера МН–6. Установлено, что добавка борного ангидрида обеспечивает образование упрочненного слоя высокой твердости (более 500 HV0,1) до глубины 150 мкм, при добавке буры упрочненный слой с аналогичной твердостью составляет около 50 мкм. Бура и борный ангидрид в составе обмазки при температурах заливки создает расплавленную пленку как на поверхности расплавленного металла, так и в объеме насыщающей среды, в результате чего на поверхности отливок из серого чугуна СЧ25 формируется диффузионный боросодержащий слой толщиной до 600 мкм и микротвердостью до 600 HV0,1, в 2-3 раза превышающую микротвердость основного металла. Исследования показали преимущества способа нанесения насыщающей обмазки кистью тонкими слоями на ХТС форму, при котором поверхность отливки имеет меньшую шероховатость и большую размерную точность.

Ключевые слова: чугун, структура, упрочнение, поверхностное легирование, диффузионное насыщение.

УДК 620.170:621

DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2020.01.004


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 17, No.1 (2020) 26-31

 

M.A. Guriev1, A.I. Augstkaln1, A.M. Guriev1,2, S.G. Ivanov3

Structure and properties of multicomponent diffusion coatings on gray cast iron СЧ 25

1I.I. Polzunov Altai State Technical University, Lenin Pr., 46, Barnaul, 656038, Russia
2Wuhan Textile University, FangZhi Road, 1, Wuhan, 430073, China
3LLC «Hardening Technologies», Turinogorskaya Str., 39A, Barnaul, 656063, Russia

This paper presents the results of a study of the effect of a high-temperature binder in a saturable coating containing boron carbide, ferrochrome and ferrotitanium, sodium fluoride and ammonium chloride during the formation of a hardened layer on the surface of a cast iron casting during its preparation. Borax and boric anhydride are used as high-temperature binders. To obtain experimental castings, molds from cold-hardening mixtures (CHM) were used, on the working surface of which a saturating mixture was applied. After thorough drying, the molds were poured with molten iron at a temperature of 1450 °C. The microstructure of the samples was studied on a Carl Zeiss Axio Observer Z1m automated optical microscope with the Tixomet PRO software and hardware complex, including the Tixomet software. Durometric studies were performed using a semi-automatic microhardness tester МН-6. It was found that the addition of boric anhydride provides the formation of a hardened layer of high hardness (more than 500 HV0.1) to a depth of 150 μm, with the addition of borax a hardened layer with a similar hardness is about 50 μm. Borax and boric anhydride in the coating composition at casting temperatures create a molten film both on the surface of the molten metal and in the volume of the saturating medium, as a result of which a diffusion boron-containing layer with a thickness of up to 600 μm and a microhardness of up to 600 HV0,1 is formed on the surface of gray cast iron СЧ25 1, 2 to 3 times the microhardness of the base metal. Studies have shown the advantages of the method of applying a saturating brush with thin layers on the CHM form, in which the surface of the casting has a lower roughness and greater dimensional accuracy.

Keywords: cast iron, structure, hardening, surface alloying, diffusion saturation.