CS265781B1 - Spósob termochemického boridovania ocelí v prostřed! roztavených soli - Google Patents

Abstract

Očelom termochemického boridovania ocelí v prostředí roztavených solí je příprava jednofázovej boridovej vrstvy Fe2B. Podstata spósobu spočívá v tom, že sa ocelové súčiastky boridujú v boridovacej zmesi obsahujúcej tetraboritan sodný Na2B4O, alebo tetraboritan draselný K2B4O7 v množstve 50 až 70 hmot. % a karbid kremíka SiC v množstve 30 až 50 hmot. % pri teplote 900 až 950 °C. Tento postup má využitie pri boridovaní členitých ocelových súčiastok.

Description

265781 2

Vynález sa týká spósobu termochemického boridovania ocelí v prostředí roztavených solíza účelom přípravy jednofázovej boridovej vrstvy Fe2B.

Vytvářanie tvrdých boridových vrstiev na ocelových základoch je jedným z vysoko účinnýchspósobov zvyšovania ich povrchovéj tvrdosti a oteruvzdornosti, čo je základným předpokladempre zvýšenie životnosti nástrojov a strojových súčasti. Boridovanie sa uskutočňuje bud elektro-lyticky v taveninových elektrolytoch na báze tetraboritanu sodného, Na2B^Oy, resp. tetra-flUÓroboritanu draselného, KBF^, pri teplotách 750 až 900 °C, alebo termochemicky v roztavenýchalebo práškovitých boridovacích zmesiach, ktoré popři zdroji bóru obsahujú vhodné redukovadlo. V taveninách sa ako zdroj bóru najčastejšie používá tetraboritan sodný, NajB^O?, ako redukovad-lo karbid štvorbóru, B^C, karbid kremíka, Sic, resp. rózne kovy a zliatiny pri teplotách800 až 1 000 °C. Výhodou elektrochemického spósobu je vyššia rýchlost, nižšia teplota a možnostpresnej regulácie boridovacieho procesu, zatial čo přednostou termochemického boridovaniaje jednoduchá technológia a možnost boridovania súčasti s členitým povrchom. Rózne spósobyboridovania sa popisujú v prácach^L. G. Vorošin, L. S. tachovič: Borirovanie stali, vyd.Metallurgija, Moskva (1978); Graf A. von Matuschka: Borieren, vyd. Carl Hanser Verlag, Munchen,Wien (1977)].

Pri boridovaní oceli podlá uvedených postupov sa pri difúzii elektrochemicky, alebotermochemicky vylúčeného botu do vnútra základu tvoří boridový povlak pozostávajúci z dvochfáz, velmi tvrdej a krehkej povrchovej vrstvy boridu železa, FeB a menej tvrdéj, ale zároveňmenej krehkej medzivrstvy tvorenej fázou boridu diželeza, Fe2B, a difúznej vrstvy bóruv železe.

Tvrdost fázy Fe2B je viac ako desaťnásobná v porovnaní s tvrdosťou nízkolegovanej ocele aviac ako dvojnásobná v porovnaní s tvrdosťou vysokolegovaných ocelí (napr. mangánovej ocelea chrómovej ocele) a dosahuje dve třetiny tvrdosti fázy FeB, čo postačuje zhladiska vSčšinytechnických aplikácií. Vzhladom na to, ako aj na vyššiu oteruvzdornosť menej krehkej fázyFe2B a jej váčšiu stálost pri následnom tepelnom spracovaní (kalení) poboridovaných súčastisa javí ako výhodné potlačit pri boridovaní vznik fázy FeB a vylučovat boridové vrstvy tvořenélen fázou Fe2B.

Pri elektrochemickom boridovaní sa jednofázová boridová vrstva Fe2B tvoři len pripotenciostatickom režime elektrolýzy podle čs. AO č. 260 383. Možnost tvorby takejto vrstvypri použití jednodučhej technologie termochemického boridovania nie je dosial jednozančnestanovená.

Tento nedostatok odstraňuje spósob termochemického boridovania podlá vynálezu, pri ktoromsa jednofázová boridová vrstva Fe2B tvoří boridovacích zmesiach obsahujúcich ako zdroj bóruštvorboritan sodný Na^^O?, alebo draselný Κ2Β^Ογ v množstve 50 až 70 hmot. % a ako redukovadlokarbid kremíka, sic v množstve 30 až 50 hmot. %. Pri použití Sic, ktorý je slabým redukovadlom,sa jednofázová boridová vrstva Fe2B tvoří pri teplote 900 až 950 °C. Doba boridovania závisíod požadovanej boridovej vrstvy Fe2B, teploty a zloženia boridovanej ocele. Výhodou navrhovaného spósobu boridovania ocelí je možnost prfpravy jednofázovej vrstvyboridu diželeza, Fe2B, pri termochemickom boridovaní. Tento spósob sa móže s výhodou využitpri boridovaní nástrojov, kde je potřebné připravit kvalitně boridové vrstvy najma na hranáchboridovaných častí. Životnost takto povrchovo upravených nástrojov je 2 až 5-krát vyššiaako u neboridovaných súčiastok. Přikladl

Ocel ČSN 11302 obsahujúca 0,06 hmot. % uhlíka, 0,17 hmot. % kremíka a 0,3 hmot. % mangánu sa termochemicky boriduje v tavenine obsahujúcej 60 hmot. % tetraboritanu sodného a 40 hmot.%

karbidu kremíka, pri teplote 900 °C, počas 4 hodin, čím sa vytvoří boridová vrstva fázy Fe2B o hrúbke 40 ^im. Vyhovuje pre sučiastky nevyžadujúce tvrdé jádro, t. j. nástroje bez vysokej přesnosti opracovania-

Claims (1)

1. 3 265781 Příklad 2 Ocel ČSN 19312 o zložení 0,8 hmot. % uhlíka, 2 hmot. % mangánu a 0,2 hmot. % kremíka sa boriduje v tavenine o zložení 70 hmot. % tetraboritanu draselného a 30 hmot. % karbidu kremíka pri teplote 950 °C. Počas 1,5 hodin boridovania sa vytvoří vrstva Fe2B o -hrúbke 40 um. Vyhovuje pre lisovacie nástroje. Vytvořené boridové vrstvy, ich hrúbka a zloženie, sa hodnotili pomocou metalografickéhomikroskopu a elektrónovej mikrosondy. Uvedené spdsoby hodnotenia potvrdili, že vytvořenéboridové vrstvy pozostávajú len z fázy Fe2B a ich hrúbka zodpovedá operačným parametrom procesu. PREDMET VYNÁLEZU Spdsob termochemického boridovania ocelí v prostředí roztavených solí vyznačujúci satým, že sa ocelové súčiastky boridujú v boridovacej zmesi obsahujúcej tetraboritan sodnýNa2B4O7 alebo tetraboritan draselný K2B4O7 v množstve 50 až 70 hmot. % a karbid kremíkaSiC v množstve 30 až 50 hmot. %, pri teplotě"900 až 950 °C, po dobu potrebnú na vznik požado-vanej hrůbky jednofázovej vrstvy boridu diželeza Fe2B.