178231. lajstromszámú szabadalom • Eljárás boridréteg előállítására vasalapú ötvözeteken
5 178231 6 Az egyes alkotókat 0,5 mm-nél kisebb darabnagyságúra őrölt állapotban alaposan össze kell keverni. A keveréket a már ismert boridálási eljárásokhoz hasonlóan kell felhasználni. Az egyes alkatrészeket lemezből vagy csőből készített dobozokban becsomagoljuk a porkeverékbe. Helyi boridálás esetén csupán a kezelendő felületet kell a keverékbe ágyazni, a több felület csomagolatlanul, vagy semleges anyagba ágyazva szabadon marad. Az alkatrészeket és a port tartalmazó dobozt — akár lefedés nélkül is — be kell helyezni a kemencébe és a 800—1050 °C közötti, célszerűen 880—950 °C közötti hőmérsékleten való 1—6 órás, célszerűen 3—4 órás hőntartás után a kemencéből kivesszük. A találmány szerinti porkeverék alkalmazásának két fő előnye van. Egyrészt az ebben a keverékben kezelt alkatrészek felületén a boridréteg megbízhatóan egyfázisú, másrészt a keverék ismételten felhasználható, ez utóbbi körülménynek köszönhetően a keverék felhasználása olcsó. Az ismételt felhasználás során a természetes porlódás és a kezelő doboz felszínén keletkezett vékony, 2—3 mm-es összesük kéreg pótlására kell csupán a porkeveréket feltölteni azonos összetételű friss keverékkel. A porkeverék alkalmazásával a felületi kezelés bármely üzemben végrehajtható, amely fel van szerelve a megfelelő hőmérsékletre fűthető kamrás kemencével. Védőatmoszféra használatára nincs szükség. A keveréket egyébként a szilárd közegü (dobozos) cementáláshoz használatos cementálószerekhez hasonlóan kell alkalmazni és különleges berendezést nem igényel. A találmánnyal elért kísérleti eredmények szerint azonos idő alatt az ötvözetlen acélokon vastagabb réteg 5 keletkezik, de nincs akadálya annak sem, hogy ötvözött acélokat kezeljenek. Ha nemesíthető acélból készült alkatrészeket kell boridálni, akkor a felületi boridálás után többnyire edzés és megeresztés is szükséges a kellő magszilárdság elérése, illetve a kemény felületi réteg 10 alátámasztása céljából. Az ehhez szükséges edzési és megeresztési hőmérsékletet az acél fajtájától függően kell megválasztani, de az edzés végezhető akár közvetlenül a boridálás hőmérsékletéről is. Az 1. és 2. táblázatban bemutatott kísérleti eredmé- 15 nyék igazolják a titánoxid adagolásának meglepő és kedvező hatását a kapott réteg felépítésére és minőségére. Mindkét táblázat azonosan 40% bórkarbid és 5% káliumtetrafluorborát mellett változó mennyiségben grafitot és titándioxidot tartalmazó porkeveré- 20 kekben végzett kezelések eredményeit mutatja. Az 1. táblázat szerinti kezelés hőmérséklete 930 °C, időtartama 2 óra volt, a 2. táblázat adatai 950 °C kezelési hőmérsékletre és 4 óra hőntartásra vonatkoznak. A táblázat adataiból kitűnik, hogy míg a 0, a 20 és 25 a 40% titándioxidot tartalmazó keverékben kezelt próbadarabok felületén képződött rétegek többékevésbé porózusosak, az 5%, ill. 15% titándioxidot tartalmazó keverékben való kezelés után a rétegek porozitástól mentesek. 1. táblázat Keverék,% Rétegvastagság (mi Keménység MHV50 Fázis B4C kbf4 grafit Ti02 porózus összes 40 5 55 20 50—70 1800—1900 Fe2B 40 5 50 5 — 50—80 1800—1900 Fe2B 40 5 40 15 — 50—70 1750—1850 Fe2B 40 5 35 20 50—55 60—80 1450—2100 Fe2B+TiB2 40 5 25 30 55—65 70—100 1500—2050 Fe2B+TiB2 2. táblázat Keverék, % Rétegvastagság, (xm Keménység MHV 50 Fázis b4c kbf4 grafit tío2 porózus összes 40 5 55 ____ 20 80—110 1800—1950 Fe2B 40 5 50 5 — 120—140 1800—1950 Fe2B 40 5 40 15 — 120—140 1700—1820 Fe2B 40 5 35 20 20—40 90—130 1450—2100 Fe2B~f TiB2 40 5 25 30 50—75 50—76 1500—2050 Fe2B+TiB2 Ha 20%-nál többet adagolunk a titándioxidból a keverékbe, nemcsak pórusokat észlelünk, hanem a rétegben TiB2 titánborid is megjelenik, aminek következtében a réteg keménysége erősen változik, tehát nem homogén. A titánboridnak a keménysége ugyanis kb. 2800 MHV. A titánboridot is tartalmazó felületi réteg tehát szintén többfázisú, ezt pedig a fent leírtak értelmében kerülni kell, pl. az eltérő hőtágulási együttható miatt is. Ezekből az adatokból megállapítható, hogy 15 és 20% között van a határ, amelynél többet nem ajánlatos a titándioxidból adagolni. A titándioxidot a meg- 60 adott határok között tartalmazó porkeverék tehát alkalmas homogén egyfázisú, ugyanakkor porozitástól mentes Fe2B-réteg létrehozására. A találmány szerinti eljárás előnyösen és gazdaságosan használható elsősorban különféle szerszámok és 65 alkatrészek felületi kezelésére, melyekkel szemben a 3
