NO327930B1 - Boron-containing paste and its use, as well as a method for forming a protective coating on metal objects - Google Patents
Boron-containing paste and its use, as well as a method for forming a protective coating on metal objects Download PDFInfo
- Publication number
- NO327930B1 NO327930B1 NO20070885A NO20070885A NO327930B1 NO 327930 B1 NO327930 B1 NO 327930B1 NO 20070885 A NO20070885 A NO 20070885A NO 20070885 A NO20070885 A NO 20070885A NO 327930 B1 NO327930 B1 NO 327930B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- paste
- boron
- drilling
- metal object
- coating
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 30
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 23
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 title claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920001800 Shellac Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000004208 shellac Substances 0.000 claims abstract description 14
- ZLGIYFNHBLSMPS-ATJNOEHPSA-N shellac Chemical compound OCCCCCC(O)C(O)CCCCCCCC(O)=O.C1C23[C@H](C(O)=O)CCC2[C@](C)(CO)[C@@H]1C(C(O)=O)=C[C@@H]3O ZLGIYFNHBLSMPS-ATJNOEHPSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229940113147 shellac Drugs 0.000 claims abstract description 14
- 235000013874 shellac Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 9
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical group [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 29
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 abstract description 15
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 15
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 15
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 abstract description 6
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 25
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 21
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 20
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 20
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 ferroboron Chemical compound 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910020261 KBF4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000954 Medium-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001119 inconels 625 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001235 nimonic Inorganic materials 0.000 description 3
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910015346 Ni2B Inorganic materials 0.000 description 2
- WRLJWIVBUPYRTE-UHFFFAOYSA-N [B].[Ni].[Ni] Chemical compound [B].[Ni].[Ni] WRLJWIVBUPYRTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical group [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015927 pasta Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C8/00—Solid 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
- C23C8/60—Solid 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
- C23C8/62—Solid 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
- C23C8/68—Boronising
- C23C8/70—Boronising 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)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Oppfinnelsen vedrører en borholdig pasta som inneholder B4C, SiC, NaF, (NH2)2CO, RECI, aktivt karbon og shellac løst i etanol, for belegging av en metallgjenstand for å oppnå et beskyttende lag på metallgjenstanden ved oppvarming. Pastaen er i tillegg selvbeskyttende, dvs. at det kreves ingen beskyttende atmosfære under boreringen, hvilket gjør prosessen mye enklere. En annen fordel med denne pastaen er at man unngår korrosjon av komponenten/metallgjenstanden som skal belegges før tørking sammenlignet med normal vannholdig pasta. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for borering med pastaen ifølge oppfinnelsen. I tillegg omtales anvendelsesområdet for borpastaen. Borering med pasta ifølge oppfinnelsen kan anvendes for stål- og støpejernsgjenstander og for Ni og Ni-legeringer, Co og Co-legeringer. Det er svært fordelaktig at pastaen også kan anvendes ved lave temperaturer (600-850?C) for metallgjenstander hvor det er bestemte toleransekrav, og har deformasjon av metallgjenstanden er kritisk. Omfattende rensing eller rustfjerning av prøven som skal boreres, slik det er nødvendig ved konvensjonell borering, er ikke nødvendig på grunn av at etanol og urea benyttes.The invention relates to a boron-containing paste containing B4C, SiC, NaF, (NH2) 2CO, RECI, activated carbon and shellac dissolved in ethanol, for coating a metal object to obtain a protective layer on the metal object upon heating. In addition, the paste is self-protective, ie no protective atmosphere is required during drilling, which makes the process much easier. Another advantage of this paste is that it avoids corrosion of the component / metal object to be coated before drying compared to normal aqueous paste. The invention also relates to a method of drilling with the paste of the invention. In addition, the scope of the drilling paste is mentioned. Drilling with paste according to the invention can be used for steel and cast iron articles and for Ni and Ni alloys, Co and Co alloys. It is very advantageous that the paste can also be used at low temperatures (600-850 ° C) for metal objects where there are certain tolerance requirements and having deformation of the metal object is critical. Extensive cleaning or rust removal of the sample to be drilled, as required by conventional drilling, is not necessary due to the use of ethanol and urea.
Description
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en pasta for borering av metallgjenstander for å produsere belegg som gir forbedret slitasjemotstand og motstand mot korrosjon i visse omgivelser. The present invention relates to a paste for drilling metal objects to produce coatings that provide improved wear resistance and resistance to corrosion in certain environments.
Det er kjent å behandle metallgjenstander med et borpreparat for å danne beskyttende belegg. Borkildene som brukes, kan være forskjellige kjemiske forbindelser, som for eksempel amorft eller krystallinsk bor, ferrobor, borkarbid eller borater slik som boraks. Reaktive forbindelser er gjeme klor- eller fluorforbindelser. Eksempler er alkaliforbindelser med Cl og F. Det mest brukte er kaliumtetrafluorborat, KBF4. Inert substans har ofte vært SiC, Si02 eller Al203. Slike blandinger kan være i form av pulvere, pellets (for eksempel DE 21 27 096 fra 1971) eller pasta (for eksempel DE 26 33 137). Pellets og pasta inneholder også bindemiddel og vann. For å lette påføring på en metallgjenstand, er en pasta mest fordelaktig. It is known to treat metal objects with a boron preparation to form a protective coating. The boron sources used can be different chemical compounds, such as amorphous or crystalline boron, ferroboron, boron carbide or borates such as borax. Reactive compounds are chlorine or fluorine compounds. Examples are alkali compounds with Cl and F. The most used is potassium tetrafluoroborate, KBF4. Inert substance has often been SiC, SiO2 or Al2O3. Such mixtures can be in the form of powders, pellets (for example DE 21 27 096 from 1971) or paste (for example DE 26 33 137). Pellets and paste also contain binder and water. To facilitate application to a metal object, a paste is most advantageous.
US 2002/0036030 A1 beskriver også boreringsmiddel i form av pasta for å danne et boridsjikt på metalloverflater. Pastaen inneholder borfrigjørende stoffer og aktiverende materialer, og resten er inert ildfast fyllstoff sammen med vann og eventuelt andre hjelpestoffer for å få en pasta. I tillegg inneholder den additiver så som CaC03 og/eller LiC03, minst én forbindelse fra gruppen av alkalimetall- og jordalkalimetallnitritter og en forbindelse fra gruppen av vannløselige alkalimetall-og jordalkalimetallborater. US 2002/0036030 A1 also describes boriding agent in the form of a paste to form a boride layer on metal surfaces. The paste contains boron-releasing substances and activating materials, and the rest is inert refractory filler together with water and possibly other auxiliary substances to obtain a paste. In addition, it contains additives such as CaCO 3 and/or LiCO 3 , at least one compound from the group of alkali metal and alkaline earth metal nitrites and one compound from the group of water-soluble alkali metal and alkaline earth metal borates.
Felles for alle disse kjente pastaene er at det må benyttes beskyttende eller reduserende atmosfære (inert gass, vakuum) under selve boreringsprosessen. Den mest vanlige boreringsprosessen er pakkingsborering(pack boronising). Common to all these known pastes is that a protective or reducing atmosphere (inert gas, vacuum) must be used during the drilling process itself. The most common drilling process is pack boring (pack boronising).
CN 1827835 beskriver en blanding for borering av overflater bestående av 3-12 vekt% B4C, 2-9 vekt% KBF4) 2-9 vekt% RECI, 1 vekt% trekullstøv, 1-4 vekt% aktivt karbon, 1-4 vekt% NaF, 1-4 vekt% urea og 48-89 vekt% SiC. CN 1827835 describes a mixture for drilling surfaces consisting of 3-12 wt% B4C, 2-9 wt% KBF4) 2-9 wt% RECI, 1 wt% charcoal dust, 1-4 wt% activated carbon, 1-4 wt% NaF, 1-4 wt% urea and 48-89 wt% SiC.
CN86108744 beskriver en dobbelt beleggingspasta hvor en sammen-setning av boreringspasta inneholdende B4C, NaF, (NH2)2CO, NH4HCO3, Na2C03, aktivt karbon, trekullstøv og SiC, dekkes med en beskyttende pasta bestående av SiC, Si02, leire og bindemiddel. Pastaene benyttes til borering av ståloverflater. CN86108744 describes a double coating paste where a composition of drilling paste containing B4C, NaF, (NH2)2CO, NH4HCO3, Na2C03, active carbon, charcoal dust and SiC is covered with a protective paste consisting of SiC, Si02, clay and binder. The pastes are used for drilling steel surfaces.
Foreliggende oppfinnelse angår en pasta som er mye enklere å bruke. Pastaen er i tillegg selvbeskyttende, dvs. at det ikke stilles spesielle krav til ovnsatmosfæren (inert gass, vakuum). The present invention relates to a paste which is much easier to use. The paste is also self-protective, i.e. no special requirements are placed on the oven atmosphere (inert gas, vacuum).
En annen fordel med denne pastaen er at man unngår korrosjon av komponenten som skal belegges før tørking sammenlignet med normal vannholdig pasta. Another advantage of this paste is that it avoids corrosion of the component to be coated before drying compared to normal aqueous paste.
I artikkelen "Surface modification of steel and east iron to improve corrosion resistance in molten aluminium" av D. C. Lou, 0. M. Akselsen, M. I. Onsøien, J. K. Solberg, J. Berget, Surfaces & Coatings Technology 200(2006) s. 5282-5288, viser eksperimentelle resultater at boreringen reduserer korrosjonshastigheten betydelig ved bruk av en borpasta som består av en borfrigjørende forbindelse (B4C), aktiverende stoffer (KF4B, (NhbfeCS og NaF), fyllstoffer (AL203, grafitt og SiC) og en klebrig løsning av en organisk cellulose. In the article "Surface modification of steel and east iron to improve corrosion resistance in molten aluminium" by D. C. Lou, 0. M. Akselsen, M. I. Onsøien, J. K. Solberg, J. Berget, Surfaces & Coatings Technology 200(2006) pp. 5282- 5288, experimental results show that the boron ring significantly reduces the corrosion rate using a boron paste consisting of a boron-releasing compound (B4C), activators (KF4B, (NhbfeCS and NaF), fillers (AL203, graphite and SiC) and a sticky solution of a organic cellulose.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en borholdig pasta for belegging av en metallgjenstand for å oppnå et beskyttende lag på overflaten av metallgjenstanden ved oppvarming, hvor pastaen omfatter en blanding som inneholder (på vektbasis): 3-90% B4C, The present invention provides a boron-containing paste for coating a metal object to obtain a protective layer on the surface of the metal object when heated, the paste comprising a mixture containing (by weight): 3-90% B4C,
0-85% SiC, 0-85% SiC,
5-20% NaF, 5-20% NaF,
2-10%(NH2)2CO, 2-10%(NH2)2CO,
2-5% aktivt karbon 2-5% active carbon
0-5 % REG, hvor RE er cerium eller lantan, 0-5% REG, where RE is cerium or lanthanum,
sammen med et bindemiddel som gir en pastastruktur. together with a binder that gives a paste structure.
Oppfinnelsen omfatter videre anvendelse av borholdig pasta for belegging av en stål- eller støpejerngjenstand, og anvendelse av borholdig pasta for en gjenstand av Ni og Ni-legeringer og eller Co og Co-legeringer. The invention further comprises the use of boron-containing paste for coating a steel or cast iron object, and the use of boron-containing paste for an object of Ni and Ni alloys and or Co and Co alloys.
Et annet aspekt ved oppfinnelsen er en fremgangsmåte for å forsyne en metallgjenstand med et beskyttende belegg, som omfatter å Another aspect of the invention is a method for providing a metal object with a protective coating, which comprises
• påsmøre gjenstanden med en pasta ifølge et av kravene 1-5, • smear the object with a paste according to one of claims 1-5,
• tørke metallgjenstanden med pastabelegg ved en temperatur i området fra romtemperatur til 100°C, • oppvarme metallgjenstanden med pastabelegg til en temperatur i området 600-1100°C i inntil 40 timer, • dry the metal object with paste coating at a temperature in the range from room temperature to 100°C, • heat the metal object with paste coating to a temperature in the range 600-1100°C for up to 40 hours,
• fjerne overskudd av pasta • remove excess paste
Figurer Figures
Figur 1 viser prinsippet for borering ved bruk av selvbeskyttende pasta skjematisk skissert. Figure 1 shows the principle of drilling using self-protecting paste schematically outlined.
Figur 2 viser et lysmikroskopbilde av borert (a) AIS11040 og (b) AIS11060. Figure 2 shows a light microscope image of drilled (a) AIS11040 and (b) AIS11060.
Figur 3 viser et lysmikroskopbilde av borert (a) lavkarbonstål (0.2 %C) og (b) medium karbonstål (0.4 %C). Figure 3 shows a light microscope image of bored (a) low carbon steel (0.2 %C) and (b) medium carbon steel (0.4 %C).
Figur 4 viser et lysmikroskopbilde av QRO90 verktøystål borert ved 700°C. Figure 4 shows a light microscope image of QRO90 tool steel drilled at 700°C.
Figur 5 viser et lysmikroskopbilde av borert seigjern ved (a) 850°C og (b) 950°C. Figure 5 shows a light microscope image of borated ductile iron at (a) 850°C and (b) 950°C.
Figur 6 viser et lysmikroskopbilde av seigjern borert ved 650°C i 24 timer. Figure 6 shows a light microscope image of ductile iron drilled at 650°C for 24 hours.
Figur 7 viser et lysmikroskopbilde av borert (a) QRO 90 og (b) H13 verktøystål. Figur 8 viser et lysmikroskopbilde av QRO90 verktøystål borert ved 650°C i 20 timer. Figur 9 viser et lysmikroskopbilde av borert duplex rustbestandig stål (22Cr-5Ni). Figure 7 shows a light microscope image of drilled (a) QRO 90 and (b) H13 tool steel. Figure 8 shows a light microscope image of QRO90 tool steel drilled at 650°C for 20 hours. Figure 9 shows a light microscope image of boronated duplex rust-resistant steel (22Cr-5Ni).
Figur 10 viser et lysmikroskopbilde av borert nikkel. Figure 10 shows a light microscope image of boronated nickel.
Figur 11 viser et lysmikroskopbilde av borert kobolt. Figure 11 shows a light microscope image of boronated cobalt.
Figur 12 viser et lysmikroskopbilde av borert (a) Nimonic 90 og (b) Inconel 625. Figure 12 shows a light microscope image of bored (a) Nimonic 90 and (b) Inconel 625.
Avhengig av materialet som skal boreres kan ulike sammensetninger anvendes (se Tabell 1). For borering av stål og støpejern ved temperaturer over 850°C, som er det konvensjonelle område, er det ikke nødvendig å ha høyere konsentrasjon av B4C enn i området 5-10 vekt%, foretrukket 5-7 vekt%. Mengden av SiC bør da være høy, fra 68-83 vekt%, foretrukket 76-82 vekt%. SiC, B4C og NaF bidrar til å danne det glassaktige beskyttende laget under boreringen. Det vil i mange tilfeller være gunstig å borere ved lavere temperatur for å redusere indre spenninger i og deformasjon av metallgjenstanden. Ved å benytte pasta med et høyt innhold av B4C særlig i området 70-82 vekt% , spesielt foretrukket 75-80 vekt%, er det mulig å utføre borering i temperaturområdet 600-850°C i et tidsrom på inntil 40 timer. Dette anses å være en særlig viktig utførelsesform av oppfinnelsen. Dersom deformasjon ikke er kritisk, vil en høyere temperatur velges for å redusere boreringstiden til mindre enn 10 timer. Depending on the material to be drilled, different compositions can be used (see Table 1). For drilling steel and cast iron at temperatures above 850°C, which is the conventional range, it is not necessary to have a higher concentration of B4C than in the range 5-10% by weight, preferably 5-7% by weight. The amount of SiC should then be high, from 68-83% by weight, preferably 76-82% by weight. SiC, B4C and NaF help form the vitreous protective layer during drilling. In many cases, it will be beneficial to drill at a lower temperature to reduce internal stresses in and deformation of the metal object. By using paste with a high content of B4C particularly in the range of 70-82% by weight, particularly preferably 75-80% by weight, it is possible to carry out drilling in the temperature range of 600-850°C for a period of up to 40 hours. This is considered to be a particularly important embodiment of the invention. If deformation is not critical, a higher temperature will be chosen to reduce the drilling time to less than 10 hours.
Pasta med et borinnhold i det midlere området, for eksempel i området fra 20-40 vekt% kan også benyttes i temperaturområdet 600-850°C, men p.g.a. en høy pris på B4C vil man benytte så lite som mulig under hensyntagen til metallgjenstanden og den anvendte temperatur. Paste with a boron content in the middle range, for example in the range from 20-40% by weight can also be used in the temperature range 600-850°C, but due to a high price of B4C will be used as little as possible, taking into account the metal object and the temperature used.
NaF anvendes i pastaen i en mengde på 5-10 vekt.%, NaF er en reaktiv komponent som foretrekkes benyttet fremfor KBF4 da NaF pga. høyere smeltepunkt vil gi reduserte fluoridutslipp. NaF is used in the paste in an amount of 5-10 wt.%, NaF is a reactive component which is preferably used over KBF4 as NaF because higher melting point will result in reduced fluoride emissions.
Det benyttes urea, (Nhfe^CO, i en mengde fra 2-10 vekt%. Urea foretrekkes fremfor tiourea, (NH2)2CS, som er svært helseskadelig. Urea, (Nhfe^CO, in an amount of 2-10% by weight) is used. Urea is preferred over thiourea, (NH2)2CS, which is very harmful to health.
RECI bidrar til å øke diffusjonsprosessen ved anvendelse av pastaen på stål og støpejern, men gir ikke denne effekt hos Ni- eller Co-legeringer. RECI helps to increase the diffusion process when applying the paste on steel and cast iron, but does not have this effect on Ni or Co alloys.
Aktivt karbon bidrar også til å øke diffusjonsprosessen, og anbefales brukt i en mengde på 2-5 vekt%. Activated carbon also helps to increase the diffusion process, and is recommended to be used in an amount of 2-5% by weight.
Som bindemiddel benyttes hensiktsmessig 1-20% shellac og 20-40% etanol, basert på blandingens vekt. Dette er gunstig sammenlignet med for eksempel bruk av organisk cellulose som må løses i vann og deretter lett kan korrodere metallet før pastaen tørker. 1-20% shellac and 20-40% ethanol, based on the weight of the mixture, are suitably used as binders. This is favorable compared to, for example, the use of organic cellulose, which must be dissolved in water and can then easily corrode the metal before the paste dries.
De dannede belegg som består av ett eller flere lag av metallborider, er harde, relativt homogene og har lav porøsitet. Hvilken type bond som dannes og resulterende hardhet, er avhengig av hvilket metall/legering som boreres, og varmebehandlingsparametere. Beleggets tykkelse er fra noen titalls mikrometer og opp til 300um. The formed coatings, which consist of one or more layers of metal borides, are hard, relatively homogeneous and have low porosity. The type of bond that is formed and the resulting hardness depends on the metal/alloy being drilled and the heat treatment parameters. The thickness of the coating is from a few tens of micrometers and up to 300um.
Etter borering kan overskuddspasta fjernes lett med børste eller i vann. After drilling, excess paste can be easily removed with a brush or in water.
En ytterligere fordel er også at natriumfluorid (NaF) ikke er løselig i etanol, hvilket gjør at man unngår dannelse av hydrogenfluorid (HF) som i vann, og dermed reduserer utslipp av miljøskadelig avfall. A further advantage is also that sodium fluoride (NaF) is not soluble in ethanol, which means that the formation of hydrogen fluoride (HF) as in water is avoided, thereby reducing the emission of environmentally harmful waste.
Borering med en pasta ifølge oppfinnelsen kan anvendes for stål- og støpejernsgjenstander, Ni og Ni-legeringer og Co og Co-legeringer. Boring with a paste according to the invention can be used for steel and cast iron objects, Ni and Ni alloys and Co and Co alloys.
Det er svært fordelaktig at pastaen også kan anvendes ved lave temperaturer (600-850°C) når metallgjenstanden har bestemte toleransekrav, og deformasjon av metallgjenstanden er kritisk. It is very advantageous that the paste can also be used at low temperatures (600-850°C) when the metal object has specific tolerance requirements, and deformation of the metal object is critical.
Omfattende rensing eller rustfjerning av prøven som skal boreres, slik det er nødvendig ved konvensjonell borering, er ikke nødvendig på grunn av at etanol og urea benyttes. Flaten(e) som skal boreres, dekkes med et 3-5 mm tykt lag av pasta slik det er illustrert i Figur 1. Deretter tørkes pastaen ved romtemperatur eller i varmeskap ved temperatur inntil 100°C. Extensive cleaning or rust removal of the sample to be drilled, as is necessary in conventional drilling, is not necessary because ethanol and urea are used. The surface(s) to be drilled are covered with a 3-5 mm thick layer of paste as illustrated in Figure 1. The paste is then dried at room temperature or in a warming cabinet at a temperature of up to 100°C.
Prinsippet for borering ved bruk av selvbeskyttende pasta er skjematisk skissert i The principle of drilling using self-protecting paste is schematically outlined in
Figur 1. Figure 1.
I (a) vises en prøve påsmurt 3-5 mm av en pasta A, deretter i (b) tørkes prøven ved lav temperatur (<100°C). I (c) skjer en dannelse av et glassaktig beskyttende lag B under oppvarming og diffusjon av bor inn i overflaten av metallgjenstanden vist ved de loddrette piler. I (d) vises diffusjonslaget C som er dannet. In (a) a sample smeared with 3-5 mm of a paste A is shown, then in (b) the sample is dried at a low temperature (<100°C). In (c), a formation of a vitreous protective layer B occurs during heating and diffusion of boron into the surface of the metal object shown by the vertical arrows. In (d), the diffusion layer C that is formed is shown.
Selvbeskyttelse oppnås over hele temperaturområdet som beskrevet nedenfor. Self-protection is achieved over the entire temperature range as described below.
Lav temperatur ( < 600°C) : Low temperature ( < 600°C):
I temperaturområdet mellom 150 og 570°C dekomponeres urea. Flere reaksjoner er mulig: In the temperature range between 150 and 570°C, urea decomposes. Several reactions are possible:
Gassene H2 og CO gir en reduserende atmosfære, og kan fjerne oksidlaget på substratets overflate. Nitrogen [N], og karbon [C] kan diffundere inn i substratets overflate og øke løseligheten av bor og dermed øke tykkelsen av diffusjonslaget. The gases H2 and CO provide a reducing atmosphere, and can remove the oxide layer on the substrate's surface. Nitrogen [N] and carbon [C] can diffuse into the surface of the substrate and increase the solubility of boron and thus increase the thickness of the diffusion layer.
Innen det ternære systemet Fe-H2-H20 og Fe-CO-C02, kan følgende reaksjoner foregå: Within the ternary system Fe-H2-H20 and Fe-CO-C02, the following reactions can take place:
Gassene som dannes ved disse reaksjonene, kan også bidra til å redusere oksidet på overflaten til substratet og beskytte mot ny oksidasjon. The gases formed by these reactions can also help to reduce the oxide on the surface of the substrate and protect against further oxidation.
Høv temperatur ( > 600°C) : High temperature ( > 600°C) :
Når temperaturen overstiger 600°C kan B4C og SiC oksideres av oksygen i ovnskammeret. Reaksjonsproduktet kan, sammen med NaF, danne en glassaktig fase på pastaens overflate, mens pastaen mellom glassfasen og substratet fortsatt vil være i pulverform. When the temperature exceeds 600°C, B4C and SiC can be oxidized by oxygen in the furnace chamber. The reaction product can, together with NaF, form a glassy phase on the surface of the paste, while the paste between the glass phase and the substrate will still be in powder form.
Etter at varmebehandlingen er ferdig fjernes pastarester på overflaten lett ved børsting, eller ved å riste av pastarester fra den behandlede komponenten. Pastarester kan også fjernes ved bruk varmt vann etter at komponenten er kjølt ned til lav temperatur. After the heat treatment is finished, paste residues on the surface are easily removed by brushing, or by shaking off paste residues from the treated component. Pasta residues can also be removed by using hot water after the component has cooled down to a low temperature.
Anvendelser Applications
Noen mulige anvendelser av selvbeskyttende pasta kan være: Some possible applications of self-protecting paste could be:
Belegging av segmenter til papir- og cellulosebehandling Coating of segments for paper and cellulose processing
Belegging av verktøy for forming og skjæring av metaller Coating of tools for forming and cutting metals
Belegging av komponenter som benyttes i aluminium smertebehandling Belegging av slitasjeutsatte deler (lågere, dreiebor, kniver, kuttere, verktøy for Coating of components used in aluminum pain treatment Coating of wear-exposed parts (burners, lathes, knives, cutters, tools for
termisk sprøyting og komponenter i sveiseutstyr, etc.) thermal spraying and components in welding equipment, etc.)
Kjemisk og petrokjemisk industri: kuleventiler, rørdeler, bend, fittings, dyser, Chemical and petrochemical industry: ball valves, pipe parts, bends, fittings, nozzles,
etc. etc.
Bilindustri: belegging av motordeler (stempelringer, sylinderforing, kamaksel, Automotive industry: coating of engine parts (piston rings, cylinder liner, camshaft,
tilkoblingsstenger, ventilseter, etc.) connecting rods, valve seats, etc.)
Vannkraft: deler av turbinventiler Hydropower: parts of turbine valves
Eksempler Examples
Eksempel 1 Example 1
Substrat av konvensjonelt karbonstål (AISI 1040 og AISI 1060) ble borert ved 850°C i 4 timer i muffelovn i luftatmosfære med pasta bestående av 6% B4C, 5% NaF, 4% (NH2)2CO, 3% aktivt karbon, 2% RECI, 80% SiC. Til slutt ble pastaen tilsatt 20-30% etanol med 1% shellac. Substrate of conventional carbon steel (AISI 1040 and AISI 1060) was drilled at 850°C for 4 hours in a muffle furnace in an air atmosphere with a paste consisting of 6% B4C, 5% NaF, 4% (NH2)2CO, 3% activated carbon, 2% RECI, 80% SiC. Finally, the paste was added to 20-30% ethanol with 1% shellac.
Etter borering kan overskuddspasta fjernes lett med børste eller i vann, og det kan ikke påvises korrosjonsangrep på substratet som forårsaket av pastaen. Det borerte sjiktet består av Fe2B, og har en tykkelse på 50-60um, se Figur 2, som viser et lysmikroskopbilde av borert (a) AIS11040 og (b) AIS11060. After drilling, excess paste can be easily removed with a brush or in water, and no corrosion attack on the substrate caused by the paste can be detected. The borated layer consists of Fe2B, and has a thickness of 50-60um, see Figure 2, which shows a light microscope image of borated (a) AIS11040 and (b) AIS11060.
Eksempel 2 Example 2
Substrat av konvensjonelt lavkarbonstål (0.2 %C) og medium karbonstål (0.4 %C) ble borert ved 750°C i 6 timer i muffelovn i luftatmosfære med pasta bestående av 80% B4C, 10%NaF, 5%(NH2)2CO, 5% aktivt karbon. Tilslutt ble pastaen tilsatt 20-30% etanol med 1% shellac. Substrates of conventional low carbon steel (0.2 %C) and medium carbon steel (0.4 %C) were drilled at 750°C for 6 hours in a muffle furnace in an air atmosphere with a paste consisting of 80% B4C, 10%NaF, 5%(NH2)2CO, 5 % active carbon. Finally, 20-30% ethanol with 1% shellac was added to the paste.
Etter borering kan overskuddspasta fjernes lett i varmt vann, og det kan ikke påvises korrosjonsangrep på substratet som forårsaket av pastaen. Det borerte sjiktet består av Fe2B, og har en tykkelse på 20-40 pm, se Figur 3 som viser et lysmikroskopbilde av borert (a) lavkarbonstål (0.2 %C) og (b) medium karbonstål (0.4 %C). After drilling, excess paste can be easily removed in hot water, and no corrosion attack on the substrate caused by the paste can be detected. The bored layer consists of Fe2B, and has a thickness of 20-40 pm, see Figure 3 which shows a light microscope image of bored (a) low carbon steel (0.2 %C) and (b) medium carbon steel (0.4 %C).
Eksempel 3 Example 3
Substrat av verktøystål (QRO90) ble borert ved 700°C i 20 timer i muffelovn i luftatmosfære med pasta bestående av 35% B4C, 15% NaF, 10% (NH2)2CO, 3% aktivt karbon, 2% RECI, 35% SiC. Til slutt ble pastaen tilsatt 20-30% etanol med 5% shellac. Tool steel substrate (QRO90) was drilled at 700°C for 20 hours in a muffle furnace in an air atmosphere with a paste consisting of 35% B4C, 15% NaF, 10% (NH2)2CO, 3% activated carbon, 2% RECI, 35% SiC . Finally, 20-30% ethanol with 5% shellac was added to the paste.
Det borerte sjiktet består av Fe2B, og har en tykkelse på 10-15um for henholdsvis 700°C, se Figur 4 som viser et lysmikroskopbilde av QRO90 verktøystål borert ved 700°C. The drilled layer consists of Fe2B, and has a thickness of 10-15um for 700°C respectively, see Figure 4 which shows a light microscope image of QRO90 tool steel drilled at 700°C.
Eksempel 4 Example 4
Substrat av seigjern ble borert ved 850 og 950°C i 4 timer i muffelovn i luftatmosfære med pasta bestående av 7% B4C, 5% NaF, 4% (NH2)2CO, 3% aktivt karbon, 2% RECI, 79% SiC. Til slutt ble pastaen tilsatt 20-30% etanol med 10% shellac. Ductile iron substrate was drilled at 850 and 950°C for 4 hours in a muffle furnace in an air atmosphere with a paste consisting of 7% B4C, 5% NaF, 4% (NH2)2CO, 3% activated carbon, 2% RECI, 79% SiC. Finally, the paste was added to 20-30% ethanol with 10% shellac.
Etter borering kan overskuddspasta fjernes lett med stålbørsten, og det kan ikke påvises korrosjonsangrep på substratet som forårsaket av pastaen. Det borerte sjiktet består av Fe2B, og har en tykkelse på 60-80um og 250-300 pm for henholdsvis 850 og 950°C, se Figur 5 som viser et lysmikroskopbilde av borert seigjern ved (a) 850°C og (b) 950°C. After drilling, excess paste can be easily removed with the wire brush, and no corrosion attack on the substrate caused by the paste can be detected. The boronated layer consists of Fe2B, and has a thickness of 60-80um and 250-300pm for 850 and 950°C respectively, see Figure 5 which shows a light microscope image of boronated ductile iron at (a) 850°C and (b) 950 °C.
Eksempel 5 Example 5
Substrat av seigjern ble borert ved 650°C i 24 timer i muffelovn i luftatmosfære med pasta bestående av 75% B4C, 10%NaF, 5% ReCI, 5%(NH2)2CO, 5% aktivt karbon. Tilslutt ble pastaen tilsatt 20-30% etanol med 2% shellac. Ductile iron substrate was drilled at 650°C for 24 hours in a muffle furnace in an air atmosphere with a paste consisting of 75% B4C, 10%NaF, 5% ReCl, 5%(NH2)2CO, 5% active carbon. Finally, 20-30% ethanol with 2% shellac was added to the paste.
Etter borering kan overskuddspasta fjernes lett i varmt vann, og det kan ikke påvises korrosjonsangrep på substratet som forårsaket av pastaen. Det borerte sjiktet består av Fe2B, og har en tykkelse på 20-30um, se Figur 6 som viser et lysmikroskopbilde av seigjern borert ved 650°C i 24 timer. After drilling, excess paste can be easily removed in hot water, and no corrosion attack on the substrate caused by the paste can be detected. The drilled layer consists of Fe2B, and has a thickness of 20-30um, see Figure 6 which shows a light microscope image of ductile iron drilled at 650°C for 24 hours.
Eksempel 6 Example 6
Substrat av verktøystål (QRO 90 og H13) ble borert ved 1020°C i 1 time i muffelovn i luftatmosfære med pasta bestående av 5% B4C, 5% NaF, 4% Tool steel substrate (QRO 90 and H13) was drilled at 1020°C for 1 hour in a muffle furnace in an air atmosphere with a paste consisting of 5% B4C, 5% NaF, 4%
(NH2)2CO, 3% aktivt karbon, 1% RECI, 82% SiC. Til slutt ble pastaen tilsatt 20-30% etanol med 1% shellac. (NH2)2CO, 3% activated carbon, 1% RECI, 82% SiC. Finally, the paste was added to 20-30% ethanol with 1% shellac.
Etter borering kan overskuddspasta fjernes med børste, og det kan ikke påvises korrosjonsangrep på substratet som forårsaket av pastaen. Det borerte sjiktet består av Fe2B på QRO90 stål og FeB + Fe2B på H13 stål, og har en tykkelse på 50-70um, se Figur 7 som viser et lysmikroskopbilde av borert (a) QRO 90 og (b) H13 verktøystål. After drilling, excess paste can be removed with a brush, and no corrosion attack on the substrate caused by the paste can be detected. The drilled layer consists of Fe2B on QRO90 steel and FeB + Fe2B on H13 steel, and has a thickness of 50-70um, see Figure 7 which shows a light microscope image of drilled (a) QRO 90 and (b) H13 tool steel.
Eksempel 7 Example 7
Substrat av verktøystål (QRO90) ble borert ved 600-650°C i 20-40 timer i muffelovn i luftatmosfære med pasta bestående av 80% B4C, 10%NaF, 5%(NH2)2CO, 5% aktivt karbon. Tilslutt ble pastaen tilsatt 20-30% etanol med 1% shellac. Substrate of tool steel (QRO90) was drilled at 600-650°C for 20-40 hours in a muffle furnace in an air atmosphere with a paste consisting of 80% B4C, 10%NaF, 5%(NH2)2CO, 5% activated carbon. Finally, 20-30% ethanol with 1% shellac was added to the paste.
Etter borering kan overskuddspasta fjernes lett i varmt vann, og det kan ikke påvises korrosjonsangrep på substratet som forårsaket av pastaen. Det borerte sjiktet består av Fe2B, og har en tykkelse på 4-7um, se Figur 8 som viser et lysmikroskopbilde av QRO90 verktøystål borert ved 650°C i 20 timer. After drilling, excess paste can be easily removed in hot water, and no corrosion attack on the substrate caused by the paste can be detected. The drilled layer consists of Fe2B, and has a thickness of 4-7um, see Figure 8 which shows a light microscope image of QRO90 tool steel drilled at 650°C for 20 hours.
Eksempel 8 Example 8
Substrat av dupleks rustbestandig stål (22Cr-5Ni) ble borert ved 950°C i 4 timer i muffelovn i luftatmosfære med pasta bestående av 5% B4C, 5% NaF, 5% Substrate of duplex rust-resistant steel (22Cr-5Ni) was drilled at 950°C for 4 hours in a muffle furnace in an air atmosphere with paste consisting of 5% B4C, 5% NaF, 5%
(NH2)2CO, 5% aktivt karbon, 2% RECI, 78% SiC. Til slutt ble pastaen tilsatt 20-30% etanol med 5% shellac. (NH2)2CO, 5% activated carbon, 2% RECI, 78% SiC. Finally, 20-30% ethanol with 5% shellac was added to the paste.
Etter borering kan overskuddspasta fjernes lett med stålbørste, og det kan ikke påvises korrosjonsangrep på substratet som forårsaket av pastaen. Det borerte sjiktet består av (Fe,Cr)B + (Fe,Cr)2B, og har en tykkelse på 50-60um, se Figur 9 som viser et lysmikroskopbilde av borert duplex rustbestandig stål (22Cr-5Ni). After drilling, excess paste can be easily removed with a wire brush, and no corrosion attack on the substrate caused by the paste can be detected. The bored layer consists of (Fe,Cr)B + (Fe,Cr)2B, and has a thickness of 50-60um, see Figure 9 which shows a light microscope picture of bored duplex rust-resistant steel (22Cr-5Ni).
Eksempel 9 Example 9
Substrat av nikkel ble borert ved 950°C i 4 timer i muffelovn i luftatmosfære med pasta bestående av 80% B4C, 10%NaF, 5%(NH2)2CO, 5% aktivt karbon. Tilslutt ble pastaen tilsatt 20-30% etanol med 1% shellac. The nickel substrate was drilled at 950°C for 4 hours in a muffle furnace in an air atmosphere with a paste consisting of 80% B4C, 10% NaF, 5% (NH2)2CO, 5% active carbon. Finally, 20-30% ethanol with 1% shellac was added to the paste.
Etter borering kan overskuddspasta fjernes lett i varmt vann, og det kan ikke påvises korrosjonsangrep på substratet som forårsaket av pastaen. Det borerte sjiktet består av Ni2B, og har en tykkelse på 100-130um, se Figur 10 som viser et lysmikroskopbilde av borert nikkel. After drilling, excess paste can be easily removed in hot water, and no corrosion attack on the substrate caused by the paste can be detected. The boronated layer consists of Ni2B, and has a thickness of 100-130um, see Figure 10 which shows a light microscope image of boronated nickel.
Eksempel 10 Example 10
Substrat av kobolt ble borert ved 950°C i 4 timer i muffelovn i luftatmosfære med pasta bestående av 80% B4C, 10%NaF, 5%(NH2)2CO, 5% aktivt karbon. Tilslutt ble pastaen tilsatt 20-30% etanol med 2% shellac. Cobalt substrate was drilled at 950°C for 4 hours in a muffle furnace in air atmosphere with paste consisting of 80% B4C, 10%NaF, 5%(NH2)2CO, 5% active carbon. Finally, 20-30% ethanol with 2% shellac was added to the paste.
Etter borering kan overskuddspasta fjernes lett i varmt vann, og det kan ikke påvises korrosjonsangrep på substratet som forårsaket av pastaen. Det borerte sjiktet består av CoB, og har en tykkelse på 100-200um, se Figur 11 som viser et lysmikroskopbilde av borert kobolt. After drilling, excess paste can be easily removed in hot water, and no corrosion attack on the substrate caused by the paste can be detected. The borated layer consists of CoB, and has a thickness of 100-200um, see Figure 11 which shows a light microscope image of borated cobalt.
Eksempel 11 Example 11
Substrat av superlegeringer (Nimonic 90 og Inconel 625) ble borert ved 950°C i 3 timer i muffelovn i luftatmosfære med pasta bestående av 80% B4C, 10%NaF, 5%(NH2)2CO, 5% aktivt karbon. Tilslutt ble pastaen tilsatt 20-30% etanol med 1% shellac. Substrates of superalloys (Nimonic 90 and Inconel 625) were drilled at 950°C for 3 hours in a muffle furnace in an air atmosphere with a paste consisting of 80% B4C, 10%NaF, 5%(NH2)2CO, 5% activated carbon. Finally, 20-30% ethanol with 1% shellac was added to the paste.
Etter borering kan overskuddspasta fjernes lett i varmt vann, og det kan ikke påvises korrosjonsangrep på substratet som forårsaket av pastaen. Det borerte sjiktet består av CrB og Ni2B i begge legeringene og har en tykkelse på 50-60um, se Figur 12 som viser et lysmikroskopbilde av borert (a) Nimonic 90 og (b) Inconel 625. After drilling, excess paste can be easily removed in hot water, and no corrosion attack on the substrate caused by the paste can be detected. The bored layer consists of CrB and Ni2B in both alloys and has a thickness of 50-60um, see Figure 12 which shows a light microscope image of bored (a) Nimonic 90 and (b) Inconel 625.
Claims (9)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20070885A NO327930B1 (en) | 2007-02-15 | 2007-02-15 | Boron-containing paste and its use, as well as a method for forming a protective coating on metal objects |
| PCT/NO2008/000057 WO2008100155A1 (en) | 2007-02-15 | 2008-02-13 | Self-protective boron containing paste and application of this on metal components |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20070885A NO327930B1 (en) | 2007-02-15 | 2007-02-15 | Boron-containing paste and its use, as well as a method for forming a protective coating on metal objects |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20070885L NO20070885L (en) | 2008-08-18 |
| NO327930B1 true NO327930B1 (en) | 2009-10-26 |
Family
ID=39690303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20070885A NO327930B1 (en) | 2007-02-15 | 2007-02-15 | Boron-containing paste and its use, as well as a method for forming a protective coating on metal objects |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO327930B1 (en) |
| WO (1) | WO2008100155A1 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0819298D0 (en) * | 2008-10-21 | 2008-11-26 | Wellstream Int Ltd | Flexible pipe having increased acid resistance and/or corrosion resistance |
| RU2477337C2 (en) * | 2011-05-24 | 2013-03-10 | Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) | Method for obtaining boride coatings from boric acid |
| RU2459011C1 (en) * | 2011-06-23 | 2012-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Coating for boroaluminising of steel products |
| US8894770B2 (en) * | 2012-03-14 | 2014-11-25 | Andritz Iggesund Tools Inc. | Process and apparatus to treat metal surfaces |
| KR101361814B1 (en) | 2012-03-30 | 2014-02-12 | 한국과학기술연구원 | Methods for manufacturing of cobalt boride coating on surface of steels by pack cementation process |
| CN103045993B (en) * | 2012-12-12 | 2014-12-03 | 张云江 | High-quality boron nitride composite impregnation agent |
| 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 |
| 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 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86108744A (en) * | 1986-12-17 | 1988-06-29 | 贵州工学院 | Paste boron-doping agent and protective cover thereof |
| CN100398689C (en) * | 2006-04-03 | 2008-07-02 | 赵程 | Deep rare-earth boron carbonitriding agent |
-
2007
- 2007-02-15 NO NO20070885A patent/NO327930B1/en not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-02-13 WO PCT/NO2008/000057 patent/WO2008100155A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008100155A1 (en) | 2008-08-21 |
| NO20070885L (en) | 2008-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO327930B1 (en) | Boron-containing paste and its use, as well as a method for forming a protective coating on metal objects | |
| US5391404A (en) | Plasma sprayed mullite coatings on silicon-base ceramics | |
| CA1198128A (en) | Protective aluminum-silicon coating composition for metal substrates | |
| CN101988195B (en) | Method for preparing wear-resisting high-temperature resisting oxidation NiCr-Cr3C2 metal ceramic coating | |
| Peteves | Joining nitride ceramics | |
| JP3399650B2 (en) | Heat and oxidation resistant coating method | |
| CN106756775B (en) | A kind of alloy surface forms the preparation method of spinelle coating | |
| CN103923502A (en) | Surface protection coating for hot processing of titanium alloy and application thereof | |
| CN103014615B (en) | Method for preparing aluminum-molybdenum surface alloying coating on surface of steel | |
| CN114959556A (en) | Infiltration agent, anode steel claw for aluminum electrolysis and preparation method thereof | |
| US3443978A (en) | Method of coating metals with a silicide layer and an outer layer of aluminasilicate | |
| CN103993258B (en) | Method for coating workpiece with complex inner cavity structure | |
| CN106435460B (en) | A kind of niobium alloy surface high-temp wear-resistant coating and preparation method thereof | |
| CN104276838A (en) | Double vitrifying sealing method of ceramic and metal | |
| CN105088122B (en) | The Ni Al of Mg alloy surface2O3‑AlB12The preparation method of composite coating | |
| CN101575693A (en) | Method for spraying and preparing high temperature sulfidation resistant alloy layer on the surface of cast iron | |
| CN112323066B (en) | Preparation method of diffusion barrier layer suitable for large-scale component | |
| JP2000226647A (en) | PASTY BORIDING AGENT, ITS USE AND PRODUCTION OF Fe2B- CONTAINING BORIDE LAYER SMALL IN PORE ONTO WORKPIECE COMPOSED OF IRON MATERIAL | |
| Pan et al. | Preparation of a thick NiAl/Al2O3 coating by embedding method and its corrosion resistance under supercritical water environment | |
| CN102634752A (en) | Boriding method of wear-resisting composite member | |
| JP2014084517A (en) | Masking agent | |
| CN107164722A (en) | A kind of alloy surface coating and preparation method thereof | |
| CN107779813A (en) | The preparation technology and its penetration enhancer of titanium-aluminium alloy surface C r Al Ce Y thermal protection coatings | |
| US5547768A (en) | Corrosion resistant nickel oxide surface coating | |
| JP2014159356A (en) | Molten glass gob molding die and production method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |