CS267396B1 - Spdsob termochemického boridovania ocelí v prostředí roztavených solí - Google Patents

Description

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

Vytvárcnie tvrdých boridových vrstiev na ocelových základoeli je jedným z vysoko účin ných spósobov zvyšovania ich povrchovej tvrdosti a oteruvzdornosti, čo je základným predpokladom pre zvýšenie životnosti nástrojov * a strojových súčastí. Boridovanie sa uskutočňuje buď elektrolyticky v taveninových elektrolytech na báze tetraboritanu sodného, Na2B4O7, resp. tetrafluóroboritanu draselného, KBF4, pri teplotách 750 až 900 °C, alebo termochemicky v roztavených alebo práškovitých boridovacích zmesiach, ktoré popři zdroji bóru obsahujú vhodné redukovadlo. V taveninách sa ako zdroj bóru nejčastejšie používá tetraboritan sodný, Na2B4O7, ako redukovadlo karbid štvorbóru, B4C, karbid kremíka, SiC, resp. rózne kovy a zliatiny pri teplotách 800 a 1 000 °C. Výhodou elektrochemického spósobu je vyššia rýchlosť, nižšia teplota a možnosť presnej regulácie boridovacieho procesu, zatial’ čo přednostou termochemického boridovania je jednoduchá technológia a možnosť boridovania súčastí s členitým povrchom. Rózne sposoby boridovania sa popisujú v prácach [L. G. Vorošin, L. S. Eachovič: Boridovanie stali, vyd. Metallurgija, Moskva (1978); Graf A. von Matuschka: Borieren, vyd. Carl Hanser Verlag, Munchen, Wien (1977)].

Pri boridovaní ocelí podfa uvedených postupov sa pri difúzii elektrochemicky, alebo termochemicky vylúčenélio bóru do vnútra základu tvoří borídový povlak pozostávajúci z dvoch fáz, vefmi tvrdej a krehkej povrchovej vrstvy boridů železa, FeB a menej tvrdej, ale zároveň menej krehkej medzivrstvy tvorenej fázou boridů diželeza, Fe2B a difúznej vrstvy bóru v železe.

Tvrdost’ fázy Fe2B je viac ako desaťnásobná v porovnaní s tvrdosťou nízkolegovanej a viac ako dvojnásobná v porovnaní s tvrdosťou vysokolegovaných ocelí (napr. mangánovej ocele a chrómovej ocele a dosahuje dve třetiny tvrdosti fázy FeB, čo postačuje z hfadiska váčšiny technických aplikácii. Vzhfadom na to, ako aj na vyššiu oteruvzdornosť menej krehkej fázy Fe2B a jej vačšiu stálosť pri následnom tepelnom spracovaní (kalení) poboridovaných súčastí sa javí ako výhodné potlačiť pri boridovaní vznik fázy FeB a vylučovať boridové vrstvy tvořené len fázou Fe2B.

Claims (2)

1. Pri elektrochemickom boridovaní sa jednoPREDMET V Spósob termochemického boridovania ocelí v prostředí roztavených solí vyznačujúci sa tým, že sa ocelové súčiastky boridujú v boridovacej zmesi obsahujúcej tetraboritan sodný Na2B4O7 alebo tetraboritan draselný K2B4O7 2 fázová boridová vrstva Fe2B tvoří len pri potenciostatickom režime elektrolýzy. Možnosť tvorby takejto vrstvy pri použití jednoduchej technológie termochemického boridovania nie je dosial’ jednoznačné stanovená. Tento nedostatek odstraňuje spósob termochemického boridovania podfa vynálezu, pri ktorom sa jednofázová boridová vrstva Ee2B tvoří v boridovacích zmesiach obsahujúcich ako zdroj bóru štvorboritan sodný Na2B4O7, alebo draselný K2B4O7 v množstve 50 až 70 hmot. % a ako redukovadlo karbid štvorbóru, B4C v množstve 30 až 50 hmot. %. Pri použití silného redukovadla B4C sa jednofázová boridová vrstva Fe2B tvoří pri teplote 800 až 850 °C. Doba boridovania závisí od požadovanej boridovej vrstvy Fe2B, teploty a zloženia boridovanej ocele. Výhodou navrhovaného spósobu boridovania ocelí je možnosť přípravy jednofázovej vrstvy boridů diželeza, Fe2B, pri termochemickom boridovaní. Tento spósob sa móže s výhodou využiť pri boridovaní nástrojov, kde je potřebné pripraviť kvalitně boridové vrstvy najmá na hranách boridovaných častí. Životnosť takto povrchovo upravených nástrojov je 2 až 5-krát vyššia ako u neboridovaných súčiastok. Příklad 1 Ocel’ obsahujúca 0,06 hmot. % uhlíka, 0,17 hmot. % kremíka a 0,3 hmot. % mangánu sa termochemicky boriduje v tavenine o zložení 65 hmot. % tetraboritanu sodného a 35 hmot. % karbidu štvorbóru, pri teplote 800 °C, počas 5 hodin, čím sa vytvoří boridová vrstva Fe2B o hrúbke 40 pm. Vyhovuje pre súčiastky nevyžadujúce tvrdé jádro. Příklad
2. 2 Ocel’ o zložení 1,025 hmot. % uhlíka, 0,225 hmot. % kremíka, 0,27 hmot. % mangánu a 0,2 hmot. % niklu sa boriduje v tavenine o zložení 55 hmot. % tetraboritanu draselného a 45 hmot. % karbidu štvorbóru pri teplote 850 °C. Počas dvoch hodin sa vytvoří vrstva Fe2B o hrúbke 40 pm. Vyhovuje pre lisovacie nástroje. Vytvořené boridové vrstvy, ich hrúbka a zloženie, sa hodnotili pomocou metalografického mikroskopu a elektrónovej mikrosondy. Uvedené sposoby hodnotenia potvrdili, že vytvořené boridové vrstvy pozostáyajú len z fázy Fe2B a ich hrúbka zodpovédá operačným parametrom procesu. NÁLEZU v množstve 50 až 70 hmot. % a karbid štvorbóru B4C v množstve 30 až 50 hmot. % pri teplote 800 až 850 °C, po dobu potrebnú na vznik požadovanej hrůbky jednofázovej vrstvy boridů diželeza Fe2B.