CS260383B1 - Spůsob elektrolytického boridovania ocelí v prostředí roztavených solí - Google Patents

Abstract

Účeloin sposobu elektrolytického boridovania ocelí v potenciostatickom režime je možnost přípravy jednofázovej boridovej vrstvy na hranách ocelových súčiastok. Podstata navrhovaného sposobu tvorby boridovej vrstvy spočívá v tom, že sa ocelové súčiastky boridujú pri konštantnom potenciále 0,55 až 0,75 V vzhladom ku grafitovej elektróde, pri teplote 800 až 900 °C v roztavenej zmesi tetraboritanu sodného a chloridu sodného. Spósob boridovania v potenciostatickom režime má použitie v strojárskom priemysle.

Description

Vynález sa týká sposobu elektrolytického borídovania ocelí v prostředí roztavených solí.

Moderný priemysel kladie vysoké nároky na povrchové vlastnosti nástrojov a strojových súčiastok, hlavně čo sa týká ich tvrdosti a odolnosti voči oxidácii za vysokých teplot. Jedným z účinných sposobov na zvýšenie tvrdosti a oxídačnej stálosti je vytváranie boridových vrstiev na povrchu ocelových materiálov. Boridovanie sa realizuje v súčasnej době váčšinou elektrolytickým spósobom alebo termochemicky v prostředí roztavených solí, v práškových zmesiach rózneho zloženia připadne v pastách. Boridové vrstvy připravené elektrolyticky na ocelových základocli pozostávajú z dvoch fáz: velmi tvrdej povrchovej vrstvy tvorenej fázou FeB a menej tvrdej, avšak aj menej krehkej medzivrstvy Fe2B. Z hladiska technickej praxe je často výhodné připravit jednofázové vrstvy tvořené len fázou FezB. Výhodou elektrolytického borídovania v porovnaní s termickým je lepšia možnost vytvorenia konštantných podmienok, a teda aj rýchlosti rastu boridových fáz. Doterajšie sposoby elektrolytického borídovania však neumožňujú připravit boridové vrstvy neobsahujúce fázu FeB. Doterajším spósobom borídovania je tiež obtiažne připravit kvalitně boridové vrstvy na hranách súčiastok.

Uvedené nevýhody v podstatnej miere odstraňuje spósob elektrolytického boridovania ocelí v prostředí roztavených solí, ktorého podstata spočívá v tom, že sa ocelové súčiastky elektrolyticky boridujú v potenciostatickom režime v tavenine, ktorá sa používá pri elektrolytickom boridovaní v prostředí roztavených solí, pri teplotách 700 až 1000 °C, najvýhodnejšie pri 800 až 900 "C.

Ak sa potenciál boridovanej vzorky, ktorá je zapojená ako katoda, stanovuje voči grafitovej elektróde, je pre přípravu fázy Fe2B na povrchu boridovanej vzorky potřebné udržiavať konštantný potenciál v intervale 0,55 až 0,75 V. Charakteristické pri tomto sposobe borídovania je to, že katodický prúd klesá s časom elektrolýzy. Tento pokles je zřetelný najmá na začiatku tvorby boridovej fázy. Výhodou navrhovaného spósobu boridovania ocelí je možnost přípravy jednofázovej boridovej vrstvy pri elektrolytickom spósobe borídovania, čo pri galvanostatickom režime, t. j., pri elektrolýze s konštantným prúdom, nie je možné. Významnou výhodou potenciostatického režimu boridovania je možnost připravit kvalitně boridové vrstvy na hranách súčiastok, napr. skrutkách, závitníkoch a pod. Využitie tohto spósobu borídovania je hlavně pri boridovaní členitých povrchov napr. závitníkov a pod. Životnost nástrojov upravených podlá postupu uvedeného v tejto prihláške je 2 až 5-krát vyššia ako neboridovanýcli súčiastok. Příklad 1

Ocel1 obsahujúca 0,06 % uhlíka, 0,17 % kremíka a 0,3 % mangánu (ocel ČSN 11302) sa elektrolyticky boriduje v tavenine obsahujúcej 80 % hmot. tetraboritanu sodného a 20 % hmot. chloridu sodného pri teplote 850 °C a konštántnom potenciále 0,6 V, počas 2 hodin, čím sa vytvoří boridová vrstva FežB o hrúbke 25 μχη. Příklad 2

Ocel obsahujúca 1,025 % uhlíka, 0,225 % kremíka, 0,275 % mangánu a 0,2 % niklu (ČSN 19191) sa elektrolyticky boriduje v tavenine rovnakého zloženia ako v příklade 1 pri teplote 850 °C a potenciále 0,7 V. Počas dvoch hodin sa vytvoří boridová vrstva pozostávajúca len z fázy Fe2B o hrúbke 35 μϊίΐ.

Okrem zmesi solí tetraboritanu sodného a chloridu sodného, ktorá sa bežne používá, je možné použit aj iné zmesi roztavených solí, napr. zmes tetraboritanu sodného s inými halogenidmi alkalických kovov. Pochopitelné je možné použit tiež tetraboritan draselný.

Vylúčené boridové povlaky, ich hrúbka a zloženie, sa hodnotili pomocou metalografického mikroskopu a elektrónovoej mikrosondy. Uvedené sposoby hodnotenia potvrdili, že vytvořené boridové vrstvy pozostávajú len z fázy Fe2B a ich hrúbka zodpovedala operačným parametrem procesu.

Claims (1)

1. PREDMET Spósob elektrolytického borídovania ocelí v prostředí roztavených solí, s výhodou v roztavenej zmesi tetraboritanu sodného a chloridu sodného, vyznačujúci sa tým, že VYNALEZU ocelové súčiastky sa boridujú pri konštant- nom potenciále 0,55 až 0,75 V, vzhladom ku grafitovej elektróde, pri teplote 800 až 900 stupňov Celzia.