176722. lajstromszámú szabadalom • Bentonit tartalmú boridáló kompozició és eljárás a kompozició szemcsésítésére továbbá fémek borídálásához való előkészítésére
3 176722 4 aktivált bórrészecskék számára. Ez másként úgy írható le, hogy a diffúzióhoz tartozik egy aktivált úthossz. Ezen távolságot az aktivált részecskék megtennék, ha nem zárnák le útjukat az alkatrészek felületéhez közelebb levő kompozícióösszetevők. így tehát csak azon bórrészecskék képesek diffúzióra, amelyek az alkatrészekhez közel vannak, és ezek diffundálásával a diffúziós lehetőség kimerül. Ugyanezen hatás a szemcsés közegnél úgy jelentkezik, hogy a kompozíció összetevők jelentékeny része, a szilárd kötésnél fogva a szemcse (granulátum) belsejébe bezáródik. Ezen bezárt kompozíció összetevők ugyancsak képtelenek a diffúziós folyamatban résztvenni. Az előbbiek a kompozíció többszöri alkalmazhatóságát ugyancsak csökkentik. — Az ismert porszerű boridáló kompozíciók pépszerű állapotú, úgynevezett helyi boridálásra, csak tűzveszélyes, illetve egészségre ártalmas kötőanyagok alkalmazásával és csak több vékony rétegben felhordva használhatók. A pépesítő anyagok folyékony szénhidrogének és/vagy metanol vagy polivinilacetát stb. lehetnek. Az előbbi kedvezőtlen hatások megszüntetése céljából szükséges volt új kötőanyag keresése. Azt találtuk, hogy az előbbiekben ismertetett hátrányok megszűnnek, ha az ismert boridáló kompozíciók bőrt leadó, gyorsító és töltőanyagainak szemcseméretei 28— 120 /rm . közé esnek, és ha azokhoz 5—15 súlyában, 3—28 ßm méretben (porfinom) Na-bentonitot adunk. A találmány szerinti kompozíció összetétele: Bőrt leadó összetevők (bórkarbid, vagy ferrobór, vagy amorfbór) 50-80 súly%. Diffúziót gyorsító összetevők (bórax, báriumfluorid, báriumbórfluorid) 15-30 sűly%. Töltő összetevők (aktív szén, alumíniumoxid) 5-10 súly%. Na-bentonit 5-15 súly%. Szemcseméretek az előbbiekben leírtak szerint. Az összetevőket már por alakban gépi keverőberendezésben jól homogenizálni kell. Az így kapott keverék felhasználható:- Pépszerű formában, helyi boridálásra oly módon, hogy a keverékhez alkalmas mennyiségű vizet adva jól felhordható anyagot kapjunk. A pépet egy rétegben, kb. 10 mm vastagságban, a boridálni kívánt felületrészekre felvive, az ott jó kötéssel megtapad. Mintegy 1 órai 150-200 °C hőmérsékletű szárítással a kompozícióból álló réteg szilárd lesz.- Szemcsés alakban a szemcséket oly módon állítjuk elő, hogy a porszerű összetevőket gépi keverőberendezésben kis mennyiségben víz hozzáadásával, gondos keveréssel, földszáraz állapotúvá tesszük. Ebből például forgó szemcsésítési eljárással, 1-5 kp/cm2 felületi nyomással, 1-2 mm átmérőben, és 2-5 mm hosszúságban szemcsék készülnek. Ezek megfelelő nyomószilárdságukat 150—200 °C közötti hőmérsékletű és 1—2 órai időtartamú szárítás útján érik el. A találmány szerinti kompozíció tulajdonságai:- Az Na-bentonitok egyik fontos tulajdonsága, hogy még sok víz jelenlétében is kristályon belüli duzzadásra képesek. Ugyanis az elemi rétegrészek közé víz juthat és így azok egymástól való távolsága lényegesen megnövekedhet. Ez a duzzadóképesség, vagyis a rétegrácsok harmonikaszerű tágulóképessége, a nagy kötőképességgel együtt igen jellemző bentonit tulajdonság. A bentonitok kötőanyagként történő alkalmazása általánosan ismert. Sőt ismert az is, hogy a bentonit kötőanyaggal létrehozott kötés porózus szerkezetű, gázátengedő. Ezen tulajdonságokat az öntészeti alkalmazásoknál már hasznosítják. Viszont diffúziós folyamatoknál a bentonitok ezen kedvező alkalmazási tulajdonságaira nem figyeltek fel, azokat nem hasznosították. Felismertük, hogy a Na-bentonit kötőanyag biztosítani tudja a szilárdan egybekötött összetevő részecskék nagy felületét a tömegükhöz képest. így esetünkben a diffundálásra aktivált bórrészecskék nagy felületen tudnak kilépni, és aktivált úthosszuk befutásához a találmányban megadott szemcseméretek mellett, kedvező lehetőségek vannak. Az új diffúziós mechanizmust a következők szerint írhatjuk le. Az aktivált és az alkatrész felületrészeihez közel levő - aktivált úthosszon belüli - bórrészecskék gyorsan diffundálnak. A gyors diffúziót segíti, hogy a bórpotenciál az ismertekhez képest valamivel magasabb, mivel azonos technológiai körülmények mellett, több aktivált bórrészecske lép az aktiválási zónába. A diffúzió során sem csökken a bórpotenciál, mivel elégséges mennyiségben tudnak újabb bórrészecskék az aktiválási zónába jutni. Sőt a diffúziós folyamat közbeni vegyületrétegnövekedés bizonyos bórpotenciál növekedést is okoz. A diffúziós folyamat beszüntetésekor az aktivált, de a munkadarabba még nem bediffundált bórrészecskék a kompozícióba visszalépnek. Egy kompozíciós szemcse tehát a felhasználás után külső rétegében magasabb bórtartalmú mint a belsőben, mivel a bórrészecskék vándorlási iránya, és ebből következően a bórtartalom, a diffúzió nyomásviszonyai által orientált. A második, majd az azt követő diffúzió során lehetőség nyílik a kompozíciós szemcsék bórtartalmának szinte a teljes kimerítésére. Természetesen 32 egy-egy diffúziós folyamatnál bekövetkező bórtartalom csökkenést mindig megfelelő mennyiségű, új teljes bórtartalmú anyag hozzáadásával kell helyreállítani. A találmány szerinti kompozíció alkalmazásának előnyei: — A vegyületrétegek nem porózusak, oxidációs behatások nincsenek, annak ellenére, hogy bizonyos mennyiségű oxigén a folyamatnál jelen van. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
