Obrabotka Metallov 2013 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (58) 2013 23 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ изотермическим способом. Ком- поненты, входящие в состав ак- тивной обмазки, перемешивали в воде, которую использовали в качестве связующего и доводили до нужной консистенции. Затем наносили активную обмазку тол- щиной 2-4 мм на обезжиренную поверхность образцов и просу- шивали при температуре 50 °С в течение 0,5…1,0 ч в сушильной камере до полного исчезновения влаги. Для проведения процесса использовали следующие составы активных обмазок, приве- денные в табл. 1. Поверх активной обмазки наносили защит- ную обмазку, состоящую из эмали ЭВТ-100 и оксида алюминия (табл. 2). В качестве связую- щего использовали силикатный клей и воду в со- отношении 1:1. Защитная обмазка должна обладать хорошей газопроницаемостью в интервале температур 200…400 °С, а при высоких температурах за- щитная обмазка изолирует активную обмазку и образец от взаимодействия с окружающей сре- дой (рис. 1). Экспериментально установлено, что в качестве защитной обмазки подходит обмазка состава № 2, поскольку она сохраняет свою це- лостность на всем протяжении процесса, а по- сле проведения процесса легко отделяется от активной обмазки, что позволяет использовать ее повторно в целях экономии компонентов, сме- шивая измельченную старую обмазку с новой в соотношении 1:1. После нанесения обмазок образцы помещали в печь и проводили диффузионное насыщение при температуре 950 °С в течение 4 ч. Микроструктуру бороалитированных сло- ев исследовали на оптическом микроскопе «Neophot-21». Микротвердость определяли на приборе ПМТ-3М. Рентгеноспектральный ми- кроанализ проводили на растровом электрон- ном микроскопе JSM-6510LV JEOL с системой микроанализа INCA Energy 350. Результаты экспериментов и их обсуждение В результате бороалитирования образцов из стали 45 были получены диффузионные слои с различной микроструктурой (рис. 2). При боро- алитировании из обмазки состава № 1 формиру- ется диффузионный слой, состоящий из светлой зоны толщиной до 150 мкм и микротвердостью до 3500 МПа. На границе слой–основа на от- дельных участках расположены мелкие частицы, микротвердость которых не превышает микро- твердости основного слоя. При насыщении из об- мазки состава № 2 толщина слоя уменьшается и достигает 140 мкм, а микротвердость возрастает до 4500 МПа. На границе слой–основа образуют- ся небольшие цепочки из мелких частиц, между которыми находятся отдельные частицы, рас- полагающиеся чуть выше этой границы. Микро- твердость частиц не превышает 3500…4500 МПа. При бороалитировании составом № 3 формиру- ется диффузионный слой глубиной до 120 мкм и микротвердостью 3000 МПа. На границе слой– а б в Рис. 1. Образцы в активной и защитной обмазке: а – после процесса; б, в – дефекты защитных обмазок (разрывы и поры) Т а б л и ц а 1 Составы активных обмазок для бороалитирования Номер состава Компонент, % B 4 C Al NaF 1 48 48 4 2 58 38 3 68 28 4 78 18 5 88 8 Т а б л и ц а 2 Составы защитных обмазок для бороалитирования Номер состава Компонент, % Эмаль ЭВТ-100 Al 2 O 3 1 100 0 2 50 50 3 20 80