CZ2000366A3 - Borovací prostředek ve formě pasty, jeho použití a způsob výroby boridových vrstev na obrobcích z železných materiálů - Google Patents

Borovací prostředek ve formě pasty, jeho použití a způsob výroby boridových vrstev na obrobcích z železných materiálů Download PDF

Info

Publication number
CZ2000366A3
CZ2000366A3 CZ2000366A CZ2000366A CZ2000366A3 CZ 2000366 A3 CZ2000366 A3 CZ 2000366A3 CZ 2000366 A CZ2000366 A CZ 2000366A CZ 2000366 A CZ2000366 A CZ 2000366A CZ 2000366 A3 CZ2000366 A3 CZ 2000366A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
weight
paste
boron
compound
boronizing
Prior art date
Application number
CZ2000366A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ295247B6 (cs
Inventor
Ulrich Dr. Baudis
Stefan Dr. Wigger
Original Assignee
Houghton Durferrit Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Houghton Durferrit Gmbh filed Critical Houghton Durferrit Gmbh
Publication of CZ2000366A3 publication Critical patent/CZ2000366A3/cs
Publication of CZ295247B6 publication Critical patent/CZ295247B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/60Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C8/62Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes only one element being applied
    • C23C8/68Boronising
    • C23C8/70Boronising of ferrous surfaces

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Description

Borovací prostředek ve formě pasty, jeho použití a způsob výroby boridových vrstev na obrobcích z železných materiálů
Oblast techniky
Vynález se týká borovacího prostředku ve formě pasty pro výrobu boridových vrstev na obrobcích ze železných materiálů, v podstatě sestávajícího ze substancí poskytujících bor, aktivujících substancí a ve zbytku z ohnivzdorného inertního plnidla, jako je voda a popřípadě z pomocných materiálů potřebných pro formulování pasty.
Prostředek slouží zejména k výrobě jednofázových, tvrdých a přilnavých boridových vrstev na kovových materiálech pro zvýšení odolnosti proti opotřebení a pro zlepšení korozní odolnosti odpovídajících obrobků.
Dosavadní stav techniky
Borování na ochranu proti opotřebení železa, oceli a refrakčních kovů, je způsob už dlouho známý. Pomocí difundování elementů boru do povrchu upravovaných obrobků a reakce se základním materiálem vznikají husté, stejnoměrné vrstvy boridů na železe, například borid FeB, Fe2B. Boridy mají proti čistým kovům podstatně pozměněné vlastnosti, zejména je většina boridů velmi tvrdá, odolná proti korozi a tím nesmírně odolná proti opotřebení. Na základě jejich výroby pomocí difúze a reakce pevného tělesa jsou boridové vrstvy se základním materiálem pevně spojeny. Pokud jde o jejich odolnost proti opotřebení, předčí například boridované oceli částečně oceli ošetřené nitridací nebo cementováním.
• ·
Z toho důvodu byl v minulosti vyvinut značný počet prostředků a technických variant způsobů, kterými je možné vyrobit boridové vrstvy, zejména na oceli.
V praxi se používá převážně horování pevnými borovacími prostředky. Přitom se k dílům upravovaným v železné skříni přidávají práškové směsi, které v podstatě sestávají ze substancí poskytujících bor, aktivačních substancí a ve zbytku z ohnivzdorných, inertních plnidel. Uzavřené skříně se po určitý čas žíhají, přičemž přímou reakcí pevného tělesa, nebo přenosem boru přes plynovou fázi na díly, se vytvářejí boridové vrstvy.
Borování se obvyklým způsobem provádí při teplotách mezi 800 a 1100 °C a zejména mezi 850 a 950 °C. Dosažitelné tloušťky vrstev leží normálně v oblasti mezi 30 a 300 pm.
U borovacích prostředků připadají jako substance poskytující bor v úvahu amorfní a krystalický bor, ferobor, karbid boru a boritany jako borax. Jako aktivační substance se hodí sloučeniny poskytující chloridy nebo fluoridy jako alkalické chloridy a chloridy alkalických zemin, případně fluoridy. Jako aktivátory jsou použitelné obzvláště boritany fluoru jako zejména tetrafluorboritan draselný. Typickými plnidly jsou oxid hlinitý, oxid křemičitý a karbid křemičitý. Borovací prostředky tohoto typu jsou popsány například ve spise DE-PS 17 96 216. Typické složení, které se osvědčilo až do dneška, obsahuje asi 5 % hmotnostních karbidu boru, 5 % hmotnostních tetrafluorboritanu vápenatého a 90 % hmotnostních karbidu křemičitého. Borovací prostředky uvedeného typu se používají normálním způsobem jako práškové směsi. Mohly by však být formulovány také jako granuláty (například spis DE-OS 21 27 096) nebo jako pasty (například spis DE• · · ···· *··· • · · · · · ·«·· ······· · · ·· ·· · • · ··· ···· β · · · · · ······ · · · ·
OS 26 33 137). V případech granulátů a past obsahují směsi ještě vedlejší množství spojovacích prostředků, například vody.
Dále byly vyvinuty také způsoby, které pracovaly s plynnými borovacími prostředky jako je diboran, borové halogenidy nebo s látkami poskytujícími bor v taveninách solí s karbidem boru a boraxem. Tyto posledně jmenované způsoby se nemohly prosadit pro jedovatost sloučenin a pro nevýhodnost těchto způsobů, spočívající v nákladech na kontrolu pro zachování stálého borovacího účinku. Nové pokusy s vytvářením boridových vrstev plazmovými procesy nejsou na základě vlivů šaržování a komplexních geometrických forem vhodné pro všechna použití. Kromě toho jsou náklady na aparaturu skutečně vysoké. Proto získávají pevné borovací prostředky, které se částečně používají také ve formě pasty, na základě výhody jednoduchého použití a dobrých boridových vrstev také dnes důležitější postavení pro povrchové horování.
Použitelné způsoby horování se známými pevnými borovacími prostředky mají však tu nevýhodu, že technika způsobu výroby, zejména jednofázových železných boridových vrstev na obrobcích z železných materiálů, je příliš obtížná (viz například spis EP 0 387 536 Bl).
Protože oba boridy Fe2B a FeB mají rozdílné vlastnosti a vícefázové vrstvy vykazují většinou horší vlastnosti než jednofázové vrstvy, jsou vyvíjeny snahy vyrábět při horování jednofázové vrstvy.
Zejména FeB fáze bohatá na bor je tak podstatně drobivější než
Fe2B fáze, což se negativně projevuje na opotřebitelnosti horovaných konstrukčních dílů. U boridových vrstev přes 50 pm dochází také • · • · • · · • · · · · · ···· ····««· · · ·· · · · • · ··· ···· • · · · · ·· ···· ·· · · snadno ke tvoření FeB okrajové vrstvy, čemuž je z uvedených důvodů nutno pokud možno zabránit.
U dosud známých borovacích past je za běžných procesních podmínek možné dosáhnout jednofázové vrstvy jenom v tloušťce pod 50 pm. Pro silnější boridové vrstvy se musí použít nákladné žíhání ve vakuu nebo solné lázni pro dodatkovou difundaci, nebo jsou potřebné speciální borovací prostředky (například podle německé patentové přihlášky 198 30 654.7). Dále jsou u obvyklých borovacích past zjišťovány fluoridové emise v odtahových plynech. Dodatková difundace způsobuje stejně jako fluoridové emise poréznost vrstvy, která se negativně projevuje na jejích vlastnostech.
Při použití známých borovacích past se u mnoha materiálů projevuje během vysoušeči fáze korozní napadení povrstvených obrobků. Usazeniny pasty tak po zpracování ulpívají na povrchu obrobku tak pevně, že čištění konstrukčních dílů vodou nestačí a je nutný otryskávací proces, přičemž kromě toho existuje ještě nebezpečí, že se přitom vyrobená boridová vrstva poškodí. Korozní napadení se může projevit tak silně, že použití pastovitých borovacích prostředků u určitých typů ocelí dosud není možné, protože se zde koroze vyskytuje pravidelně.
Známé borovací pasty dále vykazují skladovací nestabilitu, zejména při zvýšených teplotách, která je vyvolána disociací aktivátoru KBF4 poklesem hodnot pH.
Úkolem vynálezu je vyvinout borovací prostředek ve formě pasty, kterým je možné vyrobit prakticky výhradně jednofázovou boridovou vrstvu obsahující Fe2B, zejména na železných obrobcích. Dále se má snížit v tomto pastovitém borovacím prostředku obsah vodou ředitelných fluoridů a při určitém použití zajistit redukované emise fluoridů. Zejména se má také odstranit poréznost vytvořené boridové vrstvy. Dále má být odstraněno korozní napadání, čímž se také ulehčuje čištění konstrukčních dílů. Dodatkově se má zlepšit skladovací stabilita borovacích past.
Překvapivě se nyní zjišťuje, že pastovité borovací prostředky, které sestávají v podstatě ze substancí poskytujících bor, aktivačních substancí a ve zbytku z ohnivzdorných, inertních plnidel jako je voda, a případně z pomocných prostředků potřebných pro formulování pasty, mohou tyto nevýhody pomocí přísady malého množství určitých aditiv odstranit.
Bylo zjištěno, že pomocí přísady alkalických uhličitanů nebo uhličitanů alkalických zemin, například uhličitanu vápenatého, může být poréznost boridové vrstvy výrazně snížena. Tím se dosáhne vyšší životnosti konstrukčních dílů. Dodatečně mohou být sníženy také emise fluorovodíku tím, že se fluoridy, například HF, váží jako CaF2. Případně vznikající CaF2 rozvíjí mimochodem pozitivní účinky popsané v německé patentové přihlášce 198 30 654.
Dále bylo zjištěno, že pomocí přísad alkalických dusitanů nebo dusitanů alkalických zemin, například dusitanu sodného, by se mohlo korozní napadení borovací pasty u všech zkoumaných typů oceli úplně potlačit. Tím se dá dosáhnout nejen vyšších jakostí povrchů, ale je možné provádět také horování ocelí, kde dosud ošetření pastou nebylo možné. Experimenty s jinými známými protiko rožní mi prostředky nevedly naproti tomu k žádným výsledkům. Částečně se dokonce vyskytla silnější koroze než při nepřítomnosti běžných protikorozních přísad.
• · • ·
Dále se zjistilo, že pomocí přísad vodou rozpustných alkalických boritanů nebo boritanů alkalických zemin, například tetraboritanu sodného (boraxu), je možno docílit zlepšení skladovací stability borovací pasty. Disociace aktivátoru KBF4, která se ve vodě stále vyskytuje, vede ke tvoření HF a tím k okyselení pasty se zesíleným korozním napadením a případně s vyskytující se nestabilitou pastovitých pomocných prostředků, jako jsou zhušťovací prostředky. Toto se přísadou borátů úplně potlačí. Borovací pasta tím získává podstatně vyšší skladovací stabilitu. Experimenty, které měly odstranit pokles hodnot pH pouze přísadami rozpustných uhličitanů, jako například uhličitanu sodného, vedly ke změně viskozity a Teologických vlastností pasty, což negativně působí na použití.
Z toho je zřejmé, že čištění konstrukčních dílů a vzhled povrchu je možné zlepšit přimíšením borátu, neboť ten vytváří na konstrukčním dílu velmi tenký film na způsob glazury a tak ulehčuje odstranění pasty po horování. Společně s výše popsanou korozní ochranou je tak možné se vyhnout otryskávání konstrukčních dílů po horování.
Podstata vynálezu
Tento úkol splňuje borovací prostředek ve formě pasty pro výrobu boridových vrstev na obrobcích ze železných materiálů, v podstatě sestávající ze substancí poskytujících bor, aktivujících substancí a ve zbytku z ohnivzdorného inertního plnidla jako je voda a případně z pomocných materiálů potřebných pro formulování pasty, podle vynálezu, jehož podstatou je, že jako přísady obsahuje:
(a) nejméně jednu sloučeninu ze skupiny alkalických uhličitanů a uhličitanů alkalických zemin, • · · ···· ···
(b) nejméně jednu sloučeninu ze skupiny alkalických dusitanů a dusitanů alkalických zemin, (c) nejméně jednu sloučeninu ze skupiny ve vodě rozpustných alkalických boritanů a boritanů alkalických zemin.
Borovací pasta podle vynálezu obsahuje zejména, vztaženo k podílu pevných látek, 0,1-5 % hmotnostních u sloučenin podle (a), 0,1-2 % hmotnostního u sloučenin podle (b) a 0,1-2 % hmotnostního u sloučenin podle (c).
Borovací pasta obsahuje zejména, vztaženo k podílu pevných látek, 1-3 % hmotnostní u sloučenin podle (a), 0,2-1 % hmotnostní u sloučenin podle (b) a 0,2-1 % hmotnostní u sloučenin podle (c).
Jako sloučeniny podle (a) připadají v úvahu zejména uhličitany sodíku, draslíku, vápníku a hořčíku. Upřednostňuje se obzvláště uhličitan vápenatý.
Jako sloučeniny podle (b) připadají v úvahu zejména alkalické dusitany, jako obzvlášť dusitan sodný a dusitan draselný. Upřednostňuje se obzvláště dusitan sodný.
Ze skupiny sloučenin podle (c) připadají v úvahu zejména alkalické boritany jako obzvlášť boritan sodný a boritan draselný. Upřednostňuje se obzvláště tetraboritan sodný (borax).
Borovací pasty podle vynálezu obsahují zejména, jako substanci poskytující bor, karbid boritý, jako aktivační substanci tetrafluorboritan draselný a jako plnidlo karbid křemičitý.
• · • ·
V obzvlášť výhodné formě provedení obsahuje borovací pasta jako aktivační substanci kombinaci tetrafluorboritanu draselného a fluorid vápenatý.
Dále se totiž ukázalo, že samo o sobě konvenčním složením borovacího prostředku, do kterého se vedle obvyklých aktivačních substancí přidává jako další aktivační substance fluorid vápenatý, je možno dosáhnout cíleného ovlivnění a regulace způsobu tvorby boridů na povrchu obrobku. Přitom je bez jiných nákladných technických opatření možné vyrábět jednofázové vrstvy Fe2B prakticky bez FeB.
Další výzkumy přitom prokázaly, že při úplném nahrazení KBF4 CaF2 v použitelném borovacím prostředku, podle stavu techniky za normálních procesních podmínek, se nevytváří dostatečné boridové vrstvy. Totéž se získá, pokud se pro účely redukce emisí fluoru pouze zmenší obsah KBF4 v borovacím prostředku.
Borovací pasta podle vynálezu obsahuje účelným způsobem jako aktivační substanci kombinaci 1 až 15 % hmotnostních tetrafluorboritanu draselného a 5 až 40 % hmotnostních fluoridu vápenatého, přičemž obě hodnoty jsou vztaženy k podílu pevných látek.
V pastovitém borovacím prostředku podle vynálezu mohou být obsaženy běžné substance poskytující bor, jako amorfní nebo krystalický ferobor a zejména karbid boritý (B4C). Obzvlášť tento prostředek obsahuje 1 až 15 % hmotnostních karbidu boritého, vztaženo k podílu pevných látek.
• · · ·
Dále obsahuje borovací pasta podle vynálezu ve zbytku běžná plnidla, jako zejména karbid křemičitý (SiC), dále vodu a případně pomocné látky.
Borovací pasta podle vynálezu obsahuje zejména, ve vztahu k podílu pevných látek, 8 až 10 % hmotnostních karbidu boritého, 5 až 10 % hmotnostních tetrafluorboritanu draselného, 10 až 30 % hmotnostních fluoridu vápenatého, 1-3 % hmotnostní uhličitanu vápenatého, 0,2-1 % hmotnostní dusitanu sodného, 0,2-1 % hmotnostní tetraboritanu sodného a ve zbytku jako plnidlo karbid křemičitý, dále vodu a případně pomocné látky.
Jedno typické složení sestává přibližně z 10 % hmotnostních karbidu boritého, 7 % hmotnostních tetrafluorboritanu draselného, 15 % hmotnostních fluoridu vápenatého, 1,5 % hmotnostního uhličitanu vápenatého, 0,5 % hmotnostního dusitanu sodného, 0,5 % tetraborátu sodného a ve zbytku z karbidu křemičitého, vztaženo k podílu pevných látek.
Formulování pastovitého borovacího prostředku podle vynálezu může přibližně nastat přidáním vody a případně podružných množství pomocných látek, jako například obvyklých pojiv a/nebo zhušťovadel, z odpovídajících práškových směsí.
Podle požadavků použití může podíl vody, vztaženo k celkovému množství, činit 25 až 40 % hmotnostních. Pasta obsahuje zejména 30 až 35 % hmotnostních a obzvlášť asi 30 % hmotnostních vody.
Jako možné další pomocné látky připadají v úvahu zhušťovadla a pojivá, která jsou běžná při formulování past. Obzvlášť vhodným zhušťovadlem je bentonit. Ten se používá do borovací pasty v malých • · množstvích, typicky asi 1 % hmotnostní, vztaženo k celkovému množství.
Borovací pasta podle vynálezu může být velmi výhodně použita pro výrobu boridových vrstev na obrobcích z kovových materiálů.
Přísadou uhličitanů se poréznost boridové vrstvy zmenšuje a tak se zvyšuje trvanlivost konstrukčních dílů. Přísadou dusitanů se sklon známých borovacích past ke koroznímu napadání konstrukčních dílů eliminuje. Z toho vyplývá velmi dobrý vzhled povrchu. Tím, že je možné snížit částečným nahrazením ve vodě rozpustného CaF2 obsah KBF4 oproti známým složením, je prostředek podle vynálezu ve vztahu k emisím fluoridů nekritický, což se týká zejména odstraňování odpadní vody po mytí horovaných konstrukčních dílů a odsávání borovacího prostředku. Redukovaný obsah KBF4 je dále výhodou u určitých oblastí použití prostředku, protože se vyskytují odpovídajícím způsobem zmenšené emise plynů obsahujících fluoridy. Přísadou uhličitanů se tyto emise ještě zmenšují, což vede ke zvýšené snášenlivosti vůči okolí. Problémy známých borovacích past ve vztahu ke skladovací stabilitě se přísadou boritanů odstraňují. Boritan přispívá společně s přísadou dusitanu také k podstatně lehčímu čištění konstrukčních dílů oproti známým borovacím pastám.
Obzvláštní výhoda borovací pasty podle vynálezu je, že se na obrobcích z železných materiálů dá bez dalšího a bezproblémově vyrobit jednofázová, Fe2B obsahující boridová vrstva s malou porézností. Výhodná je zejména zvolená kombinace od 1 do 15 % hmotnostních tetrafluorborítanu draselného a 5 až 40 % hmotnostními fluoridu vápenatého, vztaženo k množství pevných látek v borovací pastě, odvozená jako aktivační substance.
• · • · · · · · · *«·· • · · · · · · » · · ······· · · · · · · · « « · · ··· ···· ···· · ······ · · ··
Při způsobu výroby zejména jednofázové, Fe2B obsahující boridové vrstvy podle vynálezu, s malou porézností, na obrobcích z železných materiálů, se povrch obrobků pokrývá borovací pastou a ty se pak upravují při teplotách mezi 800 a 1100 °C, dokud se nevytvoří boridová vrstva v požadované tloušťce. K tomu se povrch dílů pastovitým borovacím prostředkem potírá. To je pak obzvlášť výhodné, je-li požadováno horování jenom části povrchu. Alternativně se může borovací prostředek nanášet na díly také ponořením do pasty nebo nástřikem pasty.
Borování nastává zejména při teplotách mezi 850 a 980 °C v časovém rozpětí od 20 minut do 2 hodin. Přitom je možno získat obzvlášť jednofázové vrstvy Fe2B o tloušťce od 30 do 150 gm.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1:
Borovat se měly konstrukční díly z materiálu 42CrMo4 při 930 °C v ochranném plynu po dobu 45 minut borovací pastou následujícího složení podle vynálezu:
0 % vody, 7,5 % B4C, 5 % KBF4, 10 % CaF2, 45 % SiC, 1 % CaCO3, 0,3 % NaN02> 0,4 % boraxu, 0,8 % bentonitu (zhušťovadlo).
Borovací prostředek se dal po tepelném zpracování bezproblémově a beze zbytků odstranit vodou, takže konstrukční díly v žádném případě nevykazovaly korozní napadení nebo skvrny. Boridová vrstva byla bez FeB, s málo póry a měla tloušťku cca 50 gm. Pasta nevykazovala také po delším skladování při zvýšené teplotě žádné změny vlastností pro zpracování. Hodnota pH ležela u cca 7,5.
• ·
• · · • · · • · · · • ······ ·
ΊΟ * · · · ···· · ··
Příklad 2: (porovnávací příklad)
Borovat se měly konstrukční díly z materiálu 42CrMo4 při 930 °C v ochranném plynu po dobu 45 min borovací pastou tradičního složení:
% vody, 7,5 % B4C, 9,2 % KBF4, 52,5 % SiC, 0,8 % bentonitu (zhušťovadlo).
Borovací prostředek se nedal po tepelném zpracování úplně odstranit vodou, konstrukční díly byly dostatečně očištěny až po kartáčování nebo otryskávání. Konstrukční díly vykazovaly lehké korozní napadení a značnou skvrnitost. Boridová vrstva měla tloušťku asi 50 gm, byla však dvoufázová a jehličky FeB dosahovaly až do hloubky 14 pm. Oproti příkladu 1 byly znatelné větší porézní okraje. Po delším skladování při vyšší teplotě klesala viskozita pasty a nastalo silné odsazování pevných látek. Hodnota pH pasty činila asi 4.
Příklad 3:
Borovat se měly konstrukční díly z materiálu Cf52 při teplotě 940 °C v ochranném plynu po dobu 60 min borovací pastou následujícího složení podle vynálezu:
0 % vody, 7,5 % B4C, 5 % KBF4, 10 % CaF2, 45 % SiC, 1 % CaCO3, 0,3 % NaNO2, 0,4 % boraxu, 0,8 % bentonitu.
Borovací prostředek se dal po tepelném zpracování bezproblémově a beze zbytku odstranit vodou, konstrukční díly nevykazovaly v žádném případě korozní napadení nebo skvrny. Boridová vrstva byla bez FeB, s málo póry a měla tloušťku asi 70 gm.
Příklad 4:
• · · ·· · * ·· ·« • · · · · · » · · · · • · · · · · ·»·· • ······ « · · · · · · • · · · · ···· • ··· · · · · ·«· « · ·t
Borovat se měly konstrukční díly z materiálu C 60 při teplotě 950 °C v ochranném plynu po dobu 120 min borovací pastou následujícího složení podle vynálezu:
% vody, 7,5 % B4C, 5 % KBF4, 10 % CaF2, 45 % SiC, 1 % CaCO3, 0,3 % NaN02, 0,4 % boraxu, 0,8 % bentonitu.
Borovací prostředek se dal po tepelném zpracování bezproblémově a beze zbytku odstranit vodou, konstrukční díl nevykázal v žádném případě korozní napadení nebo skvrny. Boridová vrstva byla bez FeB, s málo póry a měla tloušťku asi 140 pm.
Příklad 5:
Borovat se měly konstrukční díly z matreiálu 42CrMo4 při teplotě 930 °C v ochranném plynu po dobu 45 min borovací pastou následujícího složení podle vynálezu:
% vody, 7,5 % B4C, 8 % KBF4, 50 % SiC, 3 % CaCO3, 0,3 % NaN02, 0,4 % boraxu, 0,8 % bentonitu.
Borovací prostředek se dal po tepelném zpracování bezproblémově a beze zbytku odstranit vodou, konstrukční díly v žádném případě nevykazovaly korozní napadení nebo skvrny. Boridová vrstva byla bez FeB, s málo póry a měla tloušťku asi 52 pm. Emise fluorových sloučenin leží asi 25 % nad emisemi podle příkladu 1.
Příklad 6: (porovnávací příklad)
Borovat se měly konstrukční díly z materiálu 42CrMo4 při teplotě 930 °C v ochranném plynu po dobu 45 min borovací pastou s • · A · » • · · » • · · · · • · · · «4 *M t uhličitanem vápenatým a bez fluoridu vápenatého následujícího složení:
% vody, 7,5 % B4C, 9 % KBF4, 52 % SiC, 0,3 % NaN03, 0,4 % boraxu, 0,8 % bentonitu.
Borovací prostředek se dal po tepelném zpracování bezproblémově a beze zbytku odstranit vodou, konstrukční díly nevykazovaly v žádném případě korozní napadení nebo skvrny. Boridová vrstva, tlustá asi 50 pm byla dvoufázová, jehličky FeB dosahovaly až do hloubky 10 pm. Vrstva byla více porézní než v případě 5. Emise fluorových sloučenin ležely asi 40 % nad emisemi podle příkladu 1.

Claims (12)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Borovací prostředek ve formě pasty pro výrobu boridových vrstev na obrobcích ze železných materiálů, v podstatě sestávající ze substancí poskytujících bor, aktivujících substancí a ve zbytku z ohnivzdorného inertního plnidla jako je voda a případně z pomocných materiálů potřebných pro formulování pasty, vyznačující se tím, že jako přísady obsahuje:
    (a) nejméně jednu sloučeninu ze skupiny alkalických uhličitanů a uhličitanů alkalických zemin, (b) nejméně jednu sloučeninu ze skupiny alkalických dusitanů a dusitanů alkalických zemin, (c) nejméně jednu sloučeninu ze skupiny vodou rozpustných alkalických boritanů a boritanů alkalických zemin.
  2. 2. Borovací prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje, vztaženo k podílu pevných látek, 0,1-5 % hmotnostních u sloučeniny podle (a), 0,1-2 % hmotnostní u sloučeniny podle (b) a 0,12 % hmotnostní u sloučeniny podle (c).
  3. 3. Borovací prostředek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje, vztaženo k podílu pevných látek, 1-3 % hmotnostní u sloučeniny podle (a), 0,2-1 % hmotnostní u sloučeniny podle (b) a 0,21 % hmotnostní u sloučeniny podle (c).
  4. 4. Borovací prostředek podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahuje jako sloučeniny podle (a) uhličitany alkalických zemin, • · přednostně uhličitan vápenatý, jako sloučeniny podle (b) alkalické dusitany, přednostně dusitan sodný a jako sloučeniny podle (c) alkalické boritany, přednostně tetraboritan sodný.
  5. 5. Borovací prostředek podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že jako substanci poskytující bor obsahuje karbid boru, jako aktivační substanci tetrafluorboritan draselný a jako inertní plnidlo korund.
  6. 6. Borovací prostředek podle nároků 1-5, vyznačující se tím, že jako aktivační substanci obsahuje kombinaci z tetrafluorboritanu draselného a fluoridu vápenatého.
  7. 7. Borovací prostředek podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že jako substanci poskytující bor obsahuje 1 až 15 % hmotnostních karbidu boru a jako aktivační substanci kombinaci z 1 až 15 % hmotnostních tetrafluorboritanu draselného a 5 až 40 % hmotnostních fluoridu vápenatého, vztaženo k podílu pevných látek.
  8. 8. Borovací prostředek podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že, vztaženo k podílu pevných látek, obsahuje 8 až 10 % hmotnostních karbidu boru, 5 až 10 % hmotnostních tetrafluorboritanu draselného, 10 až 30 % hmotnostních fluoridu vápenatého, 1 - 3 % hmotnostní uhličitanu vápenatého, 0,2 - 1 % hmotnostní tetraboritanu sodného a ve zbytku jako plnidlo karbid křemíku, dále vodu a případně pomocné látky.
  9. 9. Borovací prostředek podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že, vztaženo k podílu pevných látek, sestává z asi 10 % hmotnostních karbidu boru, 7 % hmotnostních tetrafluorboritanu draselného, 15 % hmotnostních fluoridu vápenatého, 1,5 % hmotnostního uhličitanu vápenatého, 0,5 % hmotnostního dusitanu sodného a ve zbytku z karbidu křemíku.
  10. 10. Použití pastového borovacího prostředku podle nároků 1 až 9 pro výrobu nízkoporézních, přednostně jednofázových boridových vrstev, obsahujících Fe2B, na obrobcích z železných materiálů.
  11. 11. Způsob výroby nízkoporézních, přednostně jednofázových boridových vrstev, obsahujících Fe2B na obrobcích z železných materiálů, vyznačující se tím, že povrch obrobků se pokrývá pastovitým borovacím prostředkem podle nároků 1 až 7 a ty se pak upravují při teplotách mezi 800 a 1100 °C, dokud se nevytvoří boridová vrstva požadované tloušťky.
  12. 12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že k výrobě vrstev Fe2B o tloušťce od 30 do 150 pm při teplotách mezi 850 a 950 °C se používá doba od 20 minut do 2 hodin.
CZ2000366A 1999-02-05 2000-02-01 Borovací prostředek ve formě pasty, jeho použití a způsob výroby boridových vrstev na obrobcích z železných materiálů CZ295247B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19904629A DE19904629C2 (de) 1999-02-05 1999-02-05 Pastenförmiges Boriermittel, dessen Verwendung und Verfahren zur Erzeugung von porenarmen Fe¶2¶B-enthaltenden Boridschichten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2000366A3 true CZ2000366A3 (cs) 2000-12-13
CZ295247B6 CZ295247B6 (cs) 2005-06-15

Family

ID=7896498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2000366A CZ295247B6 (cs) 1999-02-05 2000-02-01 Borovací prostředek ve formě pasty, jeho použití a způsob výroby boridových vrstev na obrobcích z železných materiálů

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1026282B1 (cs)
JP (1) JP4360728B2 (cs)
AT (1) ATE234946T1 (cs)
BR (1) BR0000249B1 (cs)
CA (1) CA2298046A1 (cs)
CZ (1) CZ295247B6 (cs)
DE (2) DE19904629C2 (cs)
TR (1) TR199903326A2 (cs)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1314828C (zh) * 2004-11-23 2007-05-09 江苏工业学院 直流电场加速固体粉末渗硼的方法与装置
JP2007297650A (ja) * 2006-04-27 2007-11-15 Fuji Kihan:Kk ホウ化法
GB0819298D0 (en) * 2008-10-21 2008-11-26 Wellstream Int Ltd Flexible pipe having increased acid resistance and/or corrosion resistance
CN102154616A (zh) * 2011-03-23 2011-08-17 常州大学 管形零件内表面的直流电场增强粉末法渗硼方法与装置
CN102409287A (zh) * 2011-12-01 2012-04-11 常州大学 管形零件内表面的直流电场增强粉末法渗铝方法与装置
KR101523546B1 (ko) * 2015-02-16 2015-05-28 한영선재(주) 냉간압조용 소성가공 금속 재료의 비인피막 처리방법
WO2018169834A1 (en) 2017-03-14 2018-09-20 Bwt Llc Method for using boronizing reaction gases as a protective atmosphere during boronizing, and reaction gas neutralizing treatment
WO2018169827A1 (en) * 2017-03-14 2018-09-20 Bwt Llc Boronizing powder compositions for improved boride layer quality in oil country tubular goods and other metal articles
CN115094370A (zh) * 2022-07-05 2022-09-23 山东九环石油机械有限公司 一种防腐耐磨渗硼石油专用管及其制作方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1258372A (cs) * 1969-01-21 1971-12-30
CH556394A (de) * 1970-07-28 1974-11-29 Bopp Anton Verfahren zur oberflaechenhaertung von staehlen und sinterhartmetallen.
BE789036A (fr) * 1971-09-24 1973-03-20 Kempten Elektroschmelz Gmbh Agent de boruration
DD140676B1 (de) * 1978-12-14 1983-06-08 Horst Kemnitz Pulverfoermiges boriermittel
US4555326A (en) * 1984-05-17 1985-11-26 Betz Laboratories, Inc. Methods and compositions for boronizing metallic surfaces

Also Published As

Publication number Publication date
CZ295247B6 (cs) 2005-06-15
EP1026282A2 (de) 2000-08-09
CA2298046A1 (en) 2000-08-05
DE19904629A1 (de) 2000-08-10
TR199903326A2 (xx) 2000-09-21
DE19904629C2 (de) 2003-08-21
DE50001473D1 (de) 2003-04-24
EP1026282B1 (de) 2003-03-19
BR0000249A (pt) 2000-10-17
JP2000226647A (ja) 2000-08-15
ATE234946T1 (de) 2003-04-15
JP4360728B2 (ja) 2009-11-11
EP1026282A3 (de) 2000-10-18
BR0000249B1 (pt) 2009-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6503344B2 (en) Boronizing agent in paste form
CN101948997B (zh) 硬质合金表面渗硼处理方法
CZ295205B6 (cs) Boridovací prostředek
CZ2000366A3 (cs) Borovací prostředek ve formě pasty, jeho použití a způsob výroby boridových vrstev na obrobcích z železných materiálů
JP5431348B2 (ja) 高速電気分解プロセスを用いた被覆のホウ素化のための方法
US3770512A (en) Method for surface hardening steel and cemented carbides
US3623921A (en) Composition for preventing braze and diffusion flow
WO2008100155A1 (en) Self-protective boron containing paste and application of this on metal components
MXPA00001170A (en) Paste boriding agent
US4536224A (en) Salt bath for the currentless production of wear resistant boride layers
KR920004015B1 (ko) 철 또는 철합금 표면의 붕소화 처리제와 붕소화 표면처리방법
TR202020615A1 (tr) Titanyum yüzeylerin kutu borlanması için bir toz karışımı.
JPH0351796B2 (cs)
RU2164963C1 (ru) Способ борирования деталей
SU685717A1 (ru) Состав дл бороцирконировани стальных деталей
KR100326093B1 (ko) 보로나이징 분말 및 이를 이용하여 금속표면에 보라이드층을형성하는 방법
KR940003096B1 (ko) 금속표면의 탄화물 형성 처리제 및 표면 경화처리방법
RU2221078C2 (ru) Способ обработки стальных изделий
Bondar The nitriding of a sintered hard alloy
MXPA99006327A (es) Agente borificante
CZ59196A3 (cs) Ochranný film kovových předmětů proti difúzi uhlíku a dusíku
JPH0216383B2 (cs)

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MK4A Patent expired

Effective date: 20200201