176722. lajstromszámú szabadalom • Bentonit tartalmú boridáló kompozició és eljárás a kompozició szemcsésítésére továbbá fémek borídálásához való előkészítésére
5 176722 6 Bizonyított ugyanis, hogy oxigénmentes körülmények mellett - vákuumban- a diffúzió sebessége jelentősen csökken. — Sem a kompozíció szemcséi, sem a szemcsék és az alkatrészek között összesülés nem jelentkezik. Ez is adja a szemcsés kompozíció többszörös felhasználási lehetőségét. Bizonyított, hogy átlagos technológiai körülmények mellett egy-egy diffúzió során a bórtartalom csökkenés 10-20% körül van. Tehát az új anyag hozzáadásánál az előbbi értékkel kell számolni. — a kompozíció nagy nyomószilárdságú, porzásra nem hajlamos. — Az összetevők nem tudnak frakcíónálódni. — A szemcsés kompozíció olyan technológiai megoldásra ad lehetőséget, hogy az alkatrészeket csak mintegy 10 mm vastag rétegben kell kompozícióval körbevenni. Ugyanis boridálás után a légzáró és a kompozíció anyagai könnyen szétválaszthatok egymástól. — A pépszerű kompozíció alkalmazásánál, a kialakított réteget a boridált felületrészekről apró ütésekkel könnyű leválasztani. A leválasztott anyag nem kerül újbóli felhasználásra. — A kompozíció pépszerű alkalmazásánál, annak nem a munkadarabbal találkozó felületrészein vékony, egybefüggő, üvegszerű réteg képződik, amely a diffúzió lehetőségét a munkadarabtól kifelé lezárja. — A boridálási tulajdonságok bizonyos határok között változtathatók, a kompozíció összetevőinek mennyisége és aránya az összetevők szemcsemérete, valamint a kompozíciós szemcse mérete. — A szemcsés boridáló kompozíció 10—20%myi új anyag hozzáadásával azonosan mint először még 5—10 esetben használható. — A diffúziós állapot javulásával — azonos technológiai körülmények mellett — a vegyületréteg vastagság növekszik. Ennek mértéke szemcsés közegű boridálásnál mintegy 10—20%, pépszerű alkalmazásnál 40—50%. — A már egyszer használt szemcsés kompozíció frissítése (regenerálása) könnyen megvalósítható. — A technológiai eljárás egyszerűen, az üzemi alkalmazási körülmények mellett is biztonságosan megvalósítható. — Mind a pépszerű, mind a szemcsés kompozícióval történő eljáráshoz alkalmazott anyagok összetétele azonos. A találmányt alkalmazási példákon keresztül ismertetjük. 1. példa- 66 súly% bórkarbid (bórt leadó anyag) szemcseméret 80 /am.- 16súly% bórax (gyorsítóanyag) szemcseméret 80 /am. - 8 súly% nátriumbo'rfluorid (töltőanyag) szemcseméret 80 /am.- 10súly% Na-bentonit (kötőanyag) szemcseméret 10 /um. Az összetevőket keverőberendezésben gondosan homogenizáltuk. A kompozícióból víz hozzáadásával keverés közben pépet képeztünk, amelyet C 45 minőségű acélanyagú alkatrészek boridálandó felületrészeire egy lépésben felvittünk. 150 °C hőmérsékletű kemencében 1 óra alatt a kompozíciós anyagból készült réteget kiszárítottuk. Az alkatrészeket 900 °C hőmérsékletű kamrás kemencébe helyeztük, és 4 órán át ott tartottuk. Az alkatrészek nyugvó levegőn történő lehűlése után a szilárd boridáló kompozíciót apró ütésekkel leválasztottuk. Meleg vízben történt áztatás és tisztítás után, metallográfiái úton mérve, a rétegvastagság átlagos értéke 80/am, a keménység az Fe2B vegyületnek megfelelően HV0 j 1820 kp/mm2 volt. A boridáló kompozíció újból nem került felhasználásra. 2. példa Az 1. példában ismertetett összetételű kompozíciót kis vízmennyiségek hozzáadásával gépi keveréssel földszáraz állapotúvá tettük. Az anyagból forgólapátos szemcsésítő berendezésben 1,5x2 mm méretű szemcséket készítettünk. A forgólapátos berendezés teljesítménye 2,5 kW, fordulatszáma 720 ford./perc volt. A szemcséket 200° C hőmérsékleten, 1 órát szárítottuk. Acélból készült dobozba, a C 45 acélanyagból készült alkatrészeket úgy helyeztük el, hogy azokat mintegy 10 mm vastagságban minden oldalról szemcsés kompozíció vegye körül. A kompozíció szabad felületére vaslemezt helyeztünk, majd arra légzárás céljából mintegy 100 mm magasságban szilíciumkarbidport öntöttünk. A dobozt 900°C-ra felfűtött kamrás kemencébe helyeztük, 4 órát ott tartottuk. Nyugvó levegőn a dobozt lehűlni hagytuk. A szemcsés kompozícióból az alkatrészek minden nehézség nélkül kivehetők voltak, és a boridáló kompozíció összegyűjthető volt. Az alkatrészek meleg vízben történő áztatása, majd tisztítása után megállapítottuk metallográfiái úton mérve, a keletkezett vasborid átlagos rétegvastagságát és ez 200 pm volt, míg a keménység HV0>, 1800-1900kp/mm2 értékek között változott. A boridáló kompozíciót 15%-ban új anyag hozzáadásával regeneráltuk. A regenerált kompozícióval megismételt boridálások eredményei az elfogadott tűréseken belül azonosak voltak. Szabadalmi igénypontok: 1. Boridáló kompozíció, amely 50-80 súly%-ban bórt leadó, 15-30 súly%-ban diffúziót gyorsító, 5—10 súly%-ban töltő anyagú összetevőkből áll, az-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
