PL240158B1 - Sposób wytwarzania dyfuzyjnej warstwy borowanej na stopach żelaza - Google Patents
Sposób wytwarzania dyfuzyjnej warstwy borowanej na stopach żelaza Download PDFInfo
- Publication number
- PL240158B1 PL240158B1 PL426524A PL42652418A PL240158B1 PL 240158 B1 PL240158 B1 PL 240158B1 PL 426524 A PL426524 A PL 426524A PL 42652418 A PL42652418 A PL 42652418A PL 240158 B1 PL240158 B1 PL 240158B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- boron
- coating
- diffusion
- electrochemically
- layer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 26
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 24
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 5
- RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N lead nitrate Chemical compound [O-][N+](=O)O[Pb]O[N+]([O-])=O RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 30
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 2
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- UORVGPXVDQYIDP-BJUDXGSMSA-N borane Chemical compound [10BH3] UORVGPXVDQYIDP-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 1
- 229910000085 borane Inorganic materials 0.000 description 1
- QDWJUBJKEHXSMT-UHFFFAOYSA-N boranylidynenickel Chemical compound [Ni]#B QDWJUBJKEHXSMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N trihydridoboron Substances B UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000925 very toxic Toxicity 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania dyfuzyjnej warstwy borowanej na stopach żelaza, który charakteryzuje się tym, że jako źródło boru stosuje się wytworzoną chemicznie lub elektrochemicznie powłokę Ni-B. W korzystnej postaci sposób zawiera następujące etapy: wytworzenie powłoki stopowej Ni-B elektrochemicznie lub metodą redukcji chemicznej z wodnego roztworu kąpieli o składzie: chlorek niklu NiCl2, borowodorek sodu NaBH4, etylenodiamina C2H4(NH2)2 wodorotlenek sodu NaOH oraz azotan ołowiu Pb(NO3)2 i nałożenie tej powłoki na powierzchnię elementu ze stopu żelaza, oraz nagrzanie metalowego elementu ze stopu żelaza z nałożoną chemicznie lub elektrochemicznie powłoką Ni-B do temperatury 850-1100°C w próżni lub atmosferze ochronnej i wygrzewanie w tych warunkach przez co najmniej 2 godziny celem uruchomienia dyfuzji boru z powłoki w głąb materiału i utworzenia w nim warstwy dyfuzyjnej borowanej.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania dyfuzyjnej warstwy borowanej na stopach żelaza.
Borowanie jest to metoda cieplno-chemicznego utwardzania powierzchniowego, którą można stosować do materiałów metalicznych, głównie stopów żelaza (stali) a także stopów metali nieżelaznych i cermetali. Proces ten polega na dyfuzyjnym nasyceniu borem warstwy powierzchniowej. Skutkiem dyfuzji boru jest utworzenie w niej związków boru z metalem osnowy, borków. W przypadku stali są to borki żelaza o różnej stechiometrii i właściwościach - FeB i Fe2B. Proces borowania można prowadzić w ośrodkach stałych, ciekłych i gazowych. Źródłem boru są jego związki z chlorem lub wodorem, związki toksyczne i niekorzystnie wpływające na środowisko naturalne.
Proces dyfuzyjnego borowania stali jest metodą obróbki cieplno-chemicznej, która zapewnia znaczne podwyższenie trwałości części maszyn i znajduje coraz szersze zastosowanie w przemyśle. Warstwy borowane powstałe w wyniku tego procesu cechują się bardzo dużą odpornością na ścieranie (przy niskim współczynniku tarcia) i są zwykle stosowane, gdy smarowanie jest niewielkie lub gdy nie może być w ogóle stosowane. Duża twardość warstw borowanych do 2000 HV, duża odporność korozyjna w wodnych roztworach kwasów nieorganicznych i organicznych a także w roztworach soli i zasad stanowią ich zalety [1]. Ponadto warstwy borowane charakteryzują się niezmiennością wysokiej twardości w podwyższonych temperaturach, przy jednoczesnym zachowaniu korzystnych ich właściwości. Można je zaliczyć do warstw żaroodpornych i żarowytrzymałych.
Aktualnie borowanie odbywa się w ośrodkach gazowych, ciekłych (kąpiele solne) oraz w ośrodkach stałych (w proszkach lub pastach).
Borowanie gazowe przeprowadza się w szczelnych retortach w atmosferze złożonej z chlorku boru lub borowodoru oraz gazu nośnego (azot, wodór lub argon) w dość szerokich zakresach temperatur procesu (rzędu 800-1100°C) [2].
Ten sposób borowania uważany jest za nowoczesny i energooszczędny, z powodu możliwości sterowania i kontroli procesu, równomierności uzyskiwanych warstw dyfuzyjnych oraz czystości powierzchni obrabianych elementów. Do wad zaliczamy: stosowanie kosztownych urządzeń oraz to, że nie można stosować bezpośredniego hartownia z temperatury borowania, ponieważ gazowe związki boru są wybuchowe, korozyjne i bardzo toksyczne [3].
Borowanie w ośrodkach ciekłych, czyli kąpielach solnych, gdzie nagrzewanie przeprowadza się przez zanurzenie elementu na określony czas w kąpieli solnej lub metalowej zawierającej związki boru o odpowiednio wysokiej temperaturze i następne ostudzenie w wodzie. Grubość warstwy borowanej reguluje się czasem zanurzenia przedmiotu stalowego w kąpieli oraz temperaturą kąpieli. Zaletą metod kąpielowych jest wytworzenie dyfuzyjnej warstwy borowanej w trudno dostępnych miejscach elementów o skomplikowanych kształtach, skrócenie czasu obróbki i możliwość bezpośredniego hartowania. Wadą metod kąpielowych jest szkodliwość kąpieli i jej oparów dla zdrowia i środowiska, niszczenie tygli oraz konieczność oczyszczania elementów z resztek soli.
Borowanie w ośrodkach stałych, (proszkach i pastach) jest najbardziej rozpowszechnionym i nie skomplikowanym sposobem borowania dyfuzyjnego. Nie wymaga specjalnych urządzeń z wyjątkiem skrzynek żaroodpornych, do których ładuje się elementy wraz z mieszanką borującą, następnie skrzynki z detalami wygrzewa się w komorze pieca przez kilka godzin w odpowiednio wysokiej temperaturze. Mieszanka borująca składa się zwykle ze sproszkowanych składników: węglika boru lub żelazo-boru z dodatkiem aktywatorów oraz wypełniacza. Natomiast w skład past do borowania mogą wchodzić mieszaniny węglika boru i kriolitu, związanych szkłem wodnym lub klejami organicznymi [3]. Zaletą metody borowania w ośrodkach stałych jest łatwość obsługi oraz stosunkowo niska szkodliwość procesu dla zdrowia człowieka i środowiska. Wadą jest trudność wytworzenia dyfuzyjnej warstwy borowanej w trudno dostępnych miejscach elementów o skomplikowanych kształtach, długi czas procesu borowania (rzędu 8-10 godzin). Do wad należy zaliczyć również czasochłonność przygotowania elementów do procesu (układanie i zasypywanie elementów w skrzynkach) jak i wyjmowanie elementów po procesie.
Wyżej wymienione klasyczne metody dotyczące nasycania warstwy powierzchniowej borem elementów stalowych znajdują się obecnie w grupie technologii, które wykazują najsłabsze perspektywy rozwojowe. Ze względu na ograniczoną efektywność procesu, wysokie koszty lub niekorzystny wpływ na środowisko tych klasycznych technologii, należy liczyć się z ich całkowitym wycofaniem z zastosowań przemysłowych [3].
PL 240 158 B1
Celem wynalazku jest opracowanie nowej bezpiecznej dla obsługi i środowiska oraz łatwej metody uzyskania dyfuzyjnej warstwy borowanej o dobrych właściwościach mechanicznych i chemicznych.
Przedmiotem wynalazku jest nowy sposób wytwarzania warstwy borowanej na stopach żelaza, w którym jako źródło boru wykorzystuje się chemicznie lub elektrochemicznie na nich wytworzoną powłokę Ni-B.
Korzystnie sposób wg wynalazku zawiera następujące etapy:
1) wytworzenie powłoki stopowej Ni-B elektrochemicznie lub metodą redukcji chemicznej z wodnego roztworu kąpieli o składzie: chlorek niklu NiCl2, borowodorek sodu NaBH4, etylenodiamina C2H4(NH2)2 wodorotlenek sodu NaOH oraz azotan ołowiu Pb(NO3)2 i nałożenie tej powłoki na powierzchnię elementu ze stopu żelaza,
2) nagrzanie metalowego elementu ze stopu żelaza z nałożoną chemicznie lub elektrochemicznie powłoką Ni-B do temperatury 850-1100°C w próżni lub atmosferze ochronnej i wygrzewanie w tych warunkach przez co najmniej 2 godziny celem uruchomienia dyfuzji boru z powłoki w głąb materiału i utworzenia w nim warstwy dyfuzyjnej borowanej.
Zastosowanie etylenodiaminy ma na celu spowolnienie reakcji redukcji, chlorek niklu jest źródłem jonów Ni, borowodorek sodu jest stosowany jato reduktor zaś azotan ołowiu pełni rolę stabilizatora reakcji.
Obróbka cieplna w atmosferze ochronnej lub w próżni elementów z wcześniej utworzoną chemicznie powłoką Ni-B oraz procesy wygrzewania w zadanych temperaturach, uruchamiające dyfuzję boru do podłoża, spowodują utworzenie w nim dyfuzyjnej warstwy borowanej. Proponowana nowa metoda borowania stopów żelaza umożliwia dodatkowo przeprowadzenie zabiegów obróbki cieplnej kształtujących mikrostrukturę i właściwości podłoża np. hartowania, wykorzystując parametry czasowo-temperaturowe nasycania dyfuzyjnego borem.
Wykonywanie nasycania warstwy powierzchniowej elementów stalowych borem ze stałego źródła boru, które znajduje się w powłoce galwanicznej nałożonej chemicznie, przynosi szereg korzyści w porównaniu do stosowanych obecnie rozwiązań, zwłaszcza w zakresie ekonomiki procesu, łatwości obsługi oraz ochrony środowiska. Proces wytworzenia warstwy borowanej przebiega w warunkach nieszkodliwych dla środowiska i jest nieskomplikowany pod względem technologicznym. Warstwa borowana tworzy się niezależnie od geometrii obrabianego elementu, dzięki czemu uzyskuje się równomierną warstwę dyfuzyjną borowaną we wszystkich miejscach, także na elementach ze stopów żelaza o skomplikowanych kształtach.
PRZYKŁAD WYKONANIA WYNALAZKU
Proces nasycania warstwy powierzchniowej elementów stalowych borem został przeprowadzony na prostopadłościennych próbkach o wymiarach 25 x 20 x 5 mm wykonanych z żelaza Armco oraz ze stali konstrukcyjnej stopowej. Na wyżej wymienione próbki naniesiono powłokę stopową Ni-B metodą redukcji chemicznej. Przed procesem próbki były odtłuszczane oraz aktywowane palladem. Na powierzchnie próbek naniesiono metodą redukcji chemicznej powłoki stopowe Ni-B. Powłoki stopowe nikiel-bor wytwarzano w wieloskładnikowym roztworze ciekłym, gdzie podstawowymi składnikami kąpieli były: wodorotlenek sodu NaOH, chlorek niklu NiCl2 oraz reduktor borowodorek sodu NaBH4. Aby spowolnić reakcję pomiędzy chlorkiem niklu i borowodorkiem sodu zastosowano środek kompleksujący w postaci etylenodiaminy C2H4(NH2)2. Jako stabilizator reakcji zastosowano azotan ołowiu Pb(NO3)2. Proces osadzania powłok Ni-B prowadzony był w kąpieli o temperaturze 90°C, w czasie 2 h.
Następnie na próbkach z osadzoną chemicznie powłoką Ni-B przeprowadzono procesy obróbki cieplnej w piecu próżniowym w temperaturze 1000°C.
W celu potwierdzenia obecności warstwy dyfuzyjnej borowanej powstałej ze stałego źródła boru w powłoce galwanicznej na próbkach wykonanych z żelaza Armco oraz ze stali konstrukcyjnej stopowej przeprowadzono badania mikrotwardości oraz mikrostruktury.
OBJAŚNIENIE ILUSTRACJI
Fig. 1 Mikrostruktura warstwy dyfuzyjnej borowanej na próbce z żelaza Armco poddanej ob- róbce sposobem wg według Etapu 1 i 2.
Fig. 2 Mikrostruktura żelaza Armco z wynikami mikrotwardości poszczególnych strefach dyfuzyjnych próbki obróbce sposobem według wynalazku. STREFA 1 - powłoka niklowa, STREFA 2 - warstwa przypowierzchniowa, STREFA 3 - dyfuzyjna warstwa borków, STREFA 4 - rdzeń,
PL240 158 Β1
Fig. 3 Mikrostruktura warstwy dyfuzyjnej borowanej na próbce ze stali stopowej 40H poddanej obróbce sposobem wg według Etapu 1 i 2.
Fig. 4 Mikrostruktura próbki ze stali stopowej 40H z wynikami mikrotwardości poszczególnych strefach dyfuzyjnych próbki obróbce sposobem wg wynalazku, STREFA 1 - powłoka niklowa, STREFA 2 - warstwa przypowierzchniowa, STREFA 3 - dyfuzyjna warstwa borków, STREFA 4 - rdzeń.
BADANIA MIKROSTRUKTURY WARSTWY DYFUZYJNEJ
BADANIE I - żelazo Armco
Badania mikrostruktury warstwy dyfuzyjnej borowanej na próbce wykonanej z żelaza Armco przeprowadzono za pomocą mikroskopu stereoskopowego KEYENCE INTERNATIONAL NV/SA. Obserwacje metalograficzne mikrostruktury powłoki Ni-B oraz warstw dyfuzyjnych wykonano na zgładach metalograficznych polerowanych i trawionych 2% kwasem azotowym. Obraz mikrostruktury warstwy dyfuzyjnej borowanej próbki żelaza Armco przestawiono na Fig. 1.
Mikrotwardość określano przy obciążeniu 0,01 kG za pomocą twardościomierza DuraScan 70. Wyniki pomiarów mikrotwardości (średnia z 5 pomiarów) metodą Vickersa w powłoce niklowej i dyfuzyjnej warstwie borowanej otrzymanej po obróbce sposobem według Przykładu 1 na żelazie Armco przedstawiono na rysunku 2.
BADANIE II - stal stopowa 40H
Badania mikrostruktury dyfuzyjnej warstwy borowanej na stali stopowej 40H przeprowadzono za pomocą mikroskopu stereoskopowego KEYENCE INTERNATIONAL NV/SA. Obserwacje metalograficzne mikrostruktury powłoki Ni-B oraz warstw dyfuzyjnych wykonano na zgładach metalograficznych polerowanych i trawionych 2% kwasem azotowym. Obraz mikrostruktury warstwy dyfuzyjnej borowanej próbki ze stali 40H przestawiono na Fig. 3.
Mikrotwardość określano przy obciążeniu 0,01 kG za pomocą twardościomierza DuraScan 70. Wyniki pomiarów mikrotwardości (średnia z 5 pomiarów) metodą Vickersa w powłoce niklowej i dyfuzyjnej warstwie borowanej otrzymanej po obróbce według Schematu 1 na stali stopowej 40H przedstawiono na Fig. 4.
Tabela 1:
Wyniki mikrotwardości poszczególnych stref dyfuzyjnych próbek z żelaza Armco oraz ze stali stopowej 40H po obróbce sposobem według wynalazku.
| Strefy dyfuzyjne | Mikrotwardość w poszczególnych strefach próbek [HV 0,01] | |
| Próbka z żelaza Armco | Próbka ze stali stopowej 40H | |
| Strefa 1 | 79 | SO |
| Strefa 2 Strefa 3 | 111 966 | 268 975 |
| Strefa 4 | 55 | 133 |
Literatura cytowana w opisie:
[1] A. Pertek, A. Bartkowska: Warstwy Borowane modyfikowane chromem, niklem oraz obróbką laserową. Inżynieria Materiałowa nr 4 2010 s. 1, 1162-1185.
[2] A. Pertek D. Kapcińska-Popowska, A. Bartkowska: Wpływ borowania dyfuzyjnego na mikrostrukturę i wybrane właściwości stali konstrukcyjnej. „Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering” 2013, Vol. 58 (1).
[3] L. A. Dobrzański, A. D. Dobrzańska-Danikiewicz: Obróbka powierzchni materiałów inżynierskich. Open Access Library Volume 5 2011.
PL 240 158 Β1
Claims (2)
1. Sposób wytwarzania dyfuzyjnej warstwy borowanej na stopach żelaza, znamienny tym, że jako źródło boru stosuje się wytworzoną chemicznie lub elektrochemicznie na nich powłokę Ni-B.
2. Sposób wg zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera następujące etapy:
- wytworzenie powłoki stopowej Ni-B elektrochemicznie lub metodą redukcji chemicznej z wodnego roztworu kąpieli o składzie: chlorek niklu NiCŁ, borowodorek sodu NaBhU, etylenodiamina C2H4(NH2)2 wodorotlenek sodu NaOH oraz azotan ołowiu Pb(NOs)2 i nałożenie tej powłoki na powierzchnię elementu ze stopu żelaza,
- nagrzanie metalowego elementu ze stopu żelaza z nałożoną chemicznie lub elektrochemicznie powłoką Ni-B do temperatury 850-1100°C w próżni lub atmosferze ochronnej i wygrzewanie w tych warunkach przez co najmniej 2 godziny celem uruchomienia dyfuzji boru z powłoki w głąb materiału i utworzenia w nim warstwy dyfuzyjnej borowanej.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL426524A PL240158B1 (pl) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | Sposób wytwarzania dyfuzyjnej warstwy borowanej na stopach żelaza |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL426524A PL240158B1 (pl) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | Sposób wytwarzania dyfuzyjnej warstwy borowanej na stopach żelaza |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL426524A1 PL426524A1 (pl) | 2020-02-10 |
| PL240158B1 true PL240158B1 (pl) | 2022-02-21 |
Family
ID=69399774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL426524A PL240158B1 (pl) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | Sposób wytwarzania dyfuzyjnej warstwy borowanej na stopach żelaza |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL240158B1 (pl) |
-
2018
- 2018-08-02 PL PL426524A patent/PL240158B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL426524A1 (pl) | 2020-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Corrosion properties of active screen plasma nitrided 316 austenitic stainless steel | |
| Collins et al. | Low-temperature carburization of austenitic stainless steels | |
| Keong et al. | Crystallisation and phase transformation behaviour of electroless nickel-phosphorus deposits and their engineering properties | |
| Hu et al. | Deposition behaviour of nickel phosphorus coating on magnesium alloy in a weak corrosive electroless nickel plating bath | |
| Sista et al. | Evaluation of electrochemical boriding of Inconel 600 | |
| Fayomi et al. | Corrosion prevention of metals via electroless nickel coating: A review | |
| Ptačinová et al. | Oxidation stability of boride coatings | |
| Erdogan et al. | Corrosion behavior and microstructure of borided tool steel | |
| Aghaie-Khafri et al. | A study of chromo-boronizing on DIN 1.2714 steel by duplex surface treatment | |
| Mendala | The possibility of the LME phenomenon in elements subjected to metallization in Zn bath with Bi addition | |
| US3671297A (en) | Method of chromizing in a fused salt bath | |
| PL240158B1 (pl) | Sposób wytwarzania dyfuzyjnej warstwy borowanej na stopach żelaza | |
| EP3561144A1 (en) | Method of depositing a zinc layer on the surface of steel elements and a unit for deposition of a zink layer on the surface of steel elements | |
| CN105420667B (zh) | 一种低温合金共渗金属防腐工艺 | |
| Amaya Avila et al. | Vanadium carbide coatings produced on gray cast iron using the thermo-reactive deposition/diffusion technique | |
| Arslan et al. | Microwave boriding to improve the corrosion resistance of AISI 304L austenitic stainless steel | |
| Etaat et al. | Adhesion strength measurement of nickel layer on the iron-based P/M parts influenced by different surface pre-treatment operations | |
| López-Perrusquia et al. | Evaluation of brittle layers obtained by boriding on AISI H13 steels | |
| Turgut | Characteristics and corrosion behavior of sinter-aluminized P/M steels | |
| Ajibola et al. | Corrosion of heat treated Electroless-Ni plated mild carbon steels in dilute H2SO4 | |
| Pascal | Development of high temperature vacuum brazed WC-Co-NiP functional composite coatings | |
| Lavrys et al. | Corrosion Resistance Enhancement of Porous Titanium by Thermo-Chemical Treatment | |
| Hrdinová et al. | Hydrogen embrittlement after surface treatments | |
| Atul et al. | Parameter design in molten salt boronizing of austenitic stainless steel using grey relational analysis | |
| Sankar et al. | Tribological analysis of plasma nitrided SS310 steel material for different process parameters |