178231. lajstromszámú szabadalom • Eljárás boridréteg előállítására vasalapú ötvözeteken
3 178231 4 ségű (1800—2000 MHV), de kevésbé rideg, ezért az alapanyaggal együtt repedések képződésének veszélye nélkül hőkezelhető, és ezért is jobban tapad. A keverékek többsége csak egyszeri alkalmazást tesz lehetővé, mert egyszeri használat után a keverék annyira összesül, illetve aktív alkotói kiégnek, hogy ismételten nem használható többé. Az eljárás gazdaságosságának a javítására célszerű olyan keveréket alkalmazni, amely változatlan vagy alig csökkent hatékonysággal ismételten felhasználható. További fontos követelmény, hogy a réteg porozitástól mentes legyen. A kemény, de porózus boridréteggel ellátott alkatrészekkel és szerszámokkal is jó eredményeket értek el a kopásállóság javítása tekintetében; ha azonban a porozitást sikerül megszüntetni, ezzel a réteg minősége nagyságrendileg tovább javítható. A porkeverékkel szemben tehát az alábbi követelményeket kell támasztani: aj egyfázisú, lehetőleg vastag réteg előállítása néhány órás, elfogadható időtartam alatt, b) a kezelés után a por könnyen váljon le a kezelt tárgy felületéről és legyen ismételhetően felhasználható, hatásának számottevő csökkenése nélkül, c) tegye lehetővé porozitástól mentes, tömör réteg előállítását, d) a keverék költsége elfogadható legyen. Az alábbiakban ismertetjük a különféle ismert eljárásokat és porkeverékeket, amelyek igyekeztek a fentebb felsorolt követelményeket kielégíteni, de rávilágítunk arra is, hogy az összes követelménynek egyidejűleg egyik keverék vagy eljárás sem tett eleget, ugyanakkor bemutatjuk, hogy a jelen találmány szerinti keverék az összes követelményt kielégíti. Az 1 283 201 sz. brit és az 527 914 sz. svájci szabadalmi leírásban 75—85% bórkarbidot, 10—20% bóraxot és 1—10% fluorborátot tartalmazó porkeveréket ismertetnek. A keverékhez alumíniumoxidot is lehet adagolni. Eltekintve a keverék nagy költségétől, a vele létrehozott réteg Fe2B és FeB összetételű boridokat tartalmaz. Az 1 436 945 sz. brit szabadalmi leírás olyan keveréket ismertet, amely a bőrt leadó anyagon (bőr, bórkarbid) és az aktiváló anyagon (fluoridok, kloridok) kívül grafitot tartalmaz. A keverék alkalmas kedvező réteg előállítására, a keverék ismételten is felhasználható, de nem biztosít porozitástól mentes réteget (amint a saját példáink is bizonyítják). A 2 146 472 sz. NSZK és a 3 936 327 sz. USA szabadalmi leírás olyan keveréket ismertet, amely a bőrt leadó anyagon (bórkarbid, bór vagy ferrobór) és az aktivátoron kívül 45—99,5% szilíciumkarbidot is tartalmaz adalékanyagként. A példa szerint közölt 3,95% bórkarbid+75,05% szilíciumkarbid+16% borax+5% káliumfluorborát összetételű keverék alkalmas egyfázisú boridréteg létrehozására, de az porozitástól nem mentes; a keverék oxigén atmoszférában összesül, ugyanakkor igen költséges. A 3 806 374 sz. USA és a 2 126 379 sz. NSZK szabadalmi leírás a porozitás csökkentésére és megszüntetésére aktívszén, pl. faszénpor, vagy korom alkalmazását javasolja 2—40%, célszerűen 5—15% mennyiségben, az egyébként bort leadó anyagból, hígítóanyagból és aktiváló anyagból összeállított keverékben. Ez a keverék nem ad biztosítékot az ismételt felhasználhatóságra, mert a kezelés után a keverék összesülhet és levegő jelenlétében, amint a szabadalmi leírás ismerteti, a szabad szén nagyrészt elég. Azonkívül az ismertetett körülmények között a keverék nemcsak bőrt ad le a kezelendő vastárgy felületére, hanem karbont is, ami nem minden esetben kívánatos. Az 1 363 764 és az 1 377 098 sz. brit szabadalmi leírás szerint bórkarbid, alumíniumoxid, nátriumtetrafluorborát és nátriumfluorid keverékét alkalmazzák. A keverék tartalmazhat bázisos magnéziumkarbonátot, továbbá szenet és/vagy titánt, cirkóniumot, hafniumot, vanádiumot, nióbot, tantált, krómot, molibdént, wolframot, bort vagy ezeknek az elemeknek oxidjait, karbidjait, boridjait, nitridjeit vagy szilicidjeit. Az 1 373 750 sz. brit szabadalmi leírás szerint zsugorított karbidokon (keményfémeken) kemény réteg előállításának példájaként olyan keveréket alkalmaz, mely borból, halogenid vegyületből és semleges hígítószerből áll, amikor is ez utóbbi elsősorban alumíniumoxid lehet, de tekintetbe jöhetnek titánoxid, cirkóniumoxid, kalciumoxid, stronciumoxid, báriumoxid, magnéziumoxid és más tűzálló anyagok. Az utóbbi három szabadalmi leírásban az adalékanyagok ebben a felsorolásban nyilvánvalóan csak a keverék olcsóbbításának a célját töltik be, anélkül, hogy specifikus hatásaikat vizsgálták volna. A keverékek porozitástól mentes egyfázisú réteg előállítását nem biztosítják. Amint ebből a felsorolásból kiviláglik, a különböző keverékek csak részlegesen képesek eleget tenni a támasztott követelményeknek. A találmány olyan eljárás létrehozására irányul, amely a jelenleg ismert eljárások hátrányainak a kiküszöbölését célozza, és megvalósítja olyan kompozíció összeállítását, amelyben a megfelelő hőmérsékleten végrehajtott hevítés után kizárólag Fe2B boridból álló, porozitástól mentes réteg jön létre. A keverék ismételten felhasználható, ennek köszönhetően a keverék felhasználása olcsó. A találmány alapja az a felismerés, ha az ismert módon bőrt leadó szerekből, aktivátorokból és töltőanyagokból álló keverékhez 2—20% közötti mennyiségben, célszerűen 4—8% mennyiségben titándioxidot adagolunk, akkor ez a keverék a szokásos 800—1050 °C hőmérsékleten való kezeléssel, legfeljebb 1—6 órai kezelés után a vele érintkező vas alapú ötvözeteken megbízhatóan egyfázisú, porozitástól mentes réteget hoz létre. Vas alapú ötvözetnek tekintendők a találmánnyal összefüggésben az ötvözetlen és ötvözött acélok, az ötvözetlen és ötvözött öntöttvasak. •Bőrt leadó anyagként felhasználható a bórkarbid, ferrobór, általában 20—50%, célszerűen 35—45% mennyiségben. Aktivátorként különféle halogenidek és tetrafluorborátok jöhetnek tekintetbe, pl. ammónium-, alkálifém-, alkáliföldfém-kloridok, -jodidok, -fluoridok, -tetrafluorborátok, általában 1—10%, célszerűen 2—4% mennyiségben. A töltőanyagok különféle szervetlen, semleges termékek vagy melléktermékek, pl. salakok is, többek között Si02, A1203, MgO, Cr203 tartalmú vegyületek, továbbá ásványi vagy mesterséges széntermékek, plgrafit vagy koksz lehetnek. A titánoxid kereskedelmi minőségben (titánfehér) adagolható. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
