178231. lajstromszámú szabadalom • Eljárás boridréteg előállítására vasalapú ötvözeteken
MAGYAR SZABADALMI 178231 NÉPKÖZTÁRSASÁG LEÍRÁS SZOLGALATI TALÁLMÁNY jfWÉk. Nemzetközi osztályozás: Bejelentés napja: 1978. IV. 7. (GE—1030) C 23 C 9/04 Közzététel napja: 1981. VIII. 28. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Megjelent: 1983. XI. 30. Feltalálók : Szabadalmas: Cseh Miklós oki. kohómérnök, Kulcsár József oki. üzemmérnök, Budapest Gépipari Technológiai Intézet, Budapest Eljárás boridréteg előállítására vas alapú ötvözeteken 1 A találmány tárgya eljárás egyfázisú, Fe2B összetételű, porozitástól mentes boridréteg porkeverékben való előállítására vas alapú ötvözeteken. Különféle eljárások ismeretesek boridrétegek előállítására vas alapú ötvözeteken, pl. acélokon, öntöttvason, zsugorított karbidokon, amelyek során a fém felületébe bőrt diffundáltatnak, aminek a hatására a felületi rétegekben szélsőségesen kemény, kopás- és hőálló boridok képződnek. Ezek az eljárások termőkémiai és/vagy elektrokémiai folyamatokon alapulnak. így ismeretesek az olvadó-folyékony közegben végrehajtott eljárások, melyek során folyékony boridáló szereket alkalmaznak bemártó fürdőként vagy elektrolitként. Ezek az ismert eljárások azonban hátrányosak, minthogy nagy beruházási költséggel járnak, továbbá minden esetben kétfázisú (Fe2B-ből és FeB-ből álló) boridréteget eredményeznek, aminek a hátrányaira a továbbiakban még rávilágítunk. Ismeretesek továbbá gáznemű boridáló szereket alkalmazó eljárások, amelyek azonban ugyancsak jelentős beruházást és nagy ráfordítást igényelnek. Ezen felül a leginkább tekintetbe jövő gáznemű boridáló anyag, a diborán rendkívül mérgező. A fentiek miatt a gyakorlatban a szilárd közegben végrehajtott boridálási eljárások hozták a legjobb eredményeket. A gyakorlati alkalmazás céljaira használt keverékeknek általában közös vonása, hogy bőrt leadó anyagot, a folyamatot aktiváló (gyorsító) közeget és töltőanyagot tartalmaznak. Ezekkel a keverékekkel általában többé-kevésbé kedvező tulajdonságú 2 rétegeket állítanak elő, olyan módon, hogy a kezelendő anyagot fémdobozban beágyazzák, illetve becsomagolják ebbe a keverékbe, a dobozt lezárják, egyes esetekben nyitva is hagyják, majd kemencében 800 és 1050 5 °C közötti hőmérsékleten több órán át hevítik. A vas a borral kétféle vasboridot alkothat: az Fe2B boridot 8,63 tömegszázalék borral és FcB boridot 16,23 tömegszázalék borral. Ez utóbbi, borban dúsabb vegyület nagyobb keménységű, mint a borban szelő gényebb Fe2B borid, de éppen ezért túlságosan rideg is. Ha a fenti anyagok keverékében hevítjük a vasanyagokat, a keletkezett réteg a kétféle boridot általában együttesen tartalmazza, bár ismertté vált néhány olyan porkeverék is, amely alkalmas csak egyfázisú réteg 15 előállítására is. A metallográfiái értelemben kétfázisú boridréteg egyik jelentős hátránya: a kétféle fázisban különböző orientációjú sajátfeszültségek ébrednek, mégpedig az FeB-ben húzófeszültségek, és az Fe2B-ben nyomófeszültségek. Ennek következtében finom repe- 20 dések jönnek létre a leghosszabb boridfogak tartományában. Az ortorombos rácsrendszerű FeB-nek a hőtágulási együtthatója 23 • 10-4 K_l, míg a szabályos rendszerű Fe2B-é 7,85- 10_4K_1, és ez a 3:1 arányú különbség szintén hozzájárul a feszültségek növelé- 25 séhez. Az ipari gyakorlatban nemcsak az a feladat, hogy a réteg minél kevesebbet tartalmazzon az FeB fázisból, hanem ennek a képződése teljesen el is maradjon, mert a két fázisból álló réteg az említett hátrányokkal jár. 30 Az egyfázisú Fe2B réteg még elegendően nagy kemény-178231
