Спо об газового борирования изделий

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеез СоветскихСфциалистичеспнхВеспублик н 685719(51)М. Кл 2 С 23 С 11/00 Государственный коинтЕт СССР но дмаи нзобретенн й н открытий(71) Заявитель Ленинградский институт авиационного приборостроения(54) СПОСОБ ГАЗОВОГО БОРИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИИ Изобретение относится к областиполучения покрытий путем термического разложения или восстановлениягазов на нагретых поверхностях и 5может широко применяться во многих отраслях промышленности для созданиятвердых, износостойких и термостойких покрытий на изделиях.Известен способ газового борирования, включающий смешивание водорода с треххлористым бором (ВС 1),подачу смеси в реакционную зону сиэделиями, нагрев эоны до 780 - 950 фвыдержку и охлаждение 1),Однако чистый водород имеет высокую взрываемость, которая связана сэксплуатацией, хранением и транспортировкой баллонов с сжатым водородом,а стоимость газовой смеси относительно высока.20 ваний техники безопасности, так как ВСВОЕ относится к группе жидких летучих сильнодействукщих ядовитых веществ, хранящихся под давлением. Температура кипения ВСЮ 12,7 С, а предельно допустимая концентрация в атмосфере 5 мг/м 1В связи с этим применение треххлористого бора возможно только после выполнение правил техники безопасности по хранению, транспортировке, переливанию и рабате с ним. Известен также способ газовогоборирования изделий в смеси треххлористого бора и диссоциированногоаммиака, который позволяет уменьшить 25взрывоопасность процесса и удешевитьпроцесс 12.Однако присутствие на рабочемместе баллона с треххлористым боромтребует соблюдения повышенных требоЦелью изобретения является улучшение условий техники безопасности путем уменьшения токсичности исходных веществ для процесса газового борирования иэделий. Цель достигается тем, что в способе газового борирования, включающем подачу смеси диссоциированного аммиака и газообразного борсодержащего агента в реакционную зону с иэделиями, нагрев реакционной зоны до температуры насыщения и охлаждение зоны, в качестве борсодержащего агента используют продукты взаимодействия хлоридов аммония (МН 4 СЙ) или углерода (СС Р ) с аморф"685 ным бором, после чего смесь подаютв реакционную зону.ВНСУ и аморфный бор не относятсяк вредным веществам; ССУ имеет предельно допустимую концентрацию, равную 20 мг/м, что н 4 раза выше, чемдля ВС 1 . Кроме того, ССХ при комнатной температуре находится в жидком состоянии (температура кипения+ 76,7 С), что упрощает работу с ними требует специальной тары для хранения,Последовательность операций прквыполнении предлагаемого способагазового борирования изделий следукв(ая:1. Перемешивают дкссоцикронанныйаммиак с продуктами взаимодействияБН 4 СУ или ССР с аморфным бором(при использовании в предлагаемомспособе продуктов взаимодействияЯН 4 С 2 и аморФного бора хлорид аммония нагревают до 340 1 20 фС и пропускают образовавшуюся газовую смесьсквозь гранулиронанный аморфный бор,нагретый до 800 1 20 С, а затемсмешивают газообразные продуктыреакции с водородсодержащкм газом;при использовании н предлагаемомспособе продуктов взаимодействияССУ 4 к аморфного бора пары хлоридауглерода пропускают сквозь гранулированный аморфный бор, нагретый до600 + 20 С, а затем смешивают газообразные продукты реакции с водородсодержащим газом),2. Подают полученную газовуюсмесь в реакционную зону с изделиями.3. Нагревают реакционную зону сизделиями до 700-1200 фС;4. Изотермкчески выдерживают изделия в этой зоне в течение 0,5 - 4 ч5. Охлаждают зону.П р к м е р. Проводят бориронаниеобразцов из стали 40 и вольфрама.Процесс борирования включает в себяпредварительное смешивание диссоцикрованного аммиака либо с газообраз- .ными продуктами взаимодействияЫН 4 СЗ с аморфным бором, либо с газообразными продуктами взаимодействияССВ с аморфным бором. В первом слу"чае хлорид аммония нагревают до340 + 20 С и полученную смесь газовпропускают сквозь гранулированныйаморфный бор, нагретый до 80020 фС,Образовавшиеся газообразные соединения бора смешивают с диссоциированнымаммиаком. Полученная борирующая газообразная. смесь поступает в реакционную зонуф с образцами. Во. втором слу 719 4чае аргон (можно азот) настают парами ССР 4, пропускают его через хлоркд, а затем - сквозь гранулированный аморфный бор, нагретый до600 + 20 фС. Образовавшиеся при этомгазообразные соединения бора смешивают с дкссоцкированным аммиаком.Полученная борирунная смесь поступает н реакционную зону с обраэцамк.Температура боркронания стальныхобразцов 700 + 2 С и 950 ; 20 С.)0 Образцы иэ вольфрама борируют при,1200 + 20 С. Время иэотермическойыдержки 3 ч. На образцах изучаютдубину слоя, фазовый состав и микротвердость.(5 Боридные покрытия на стали 40 ивольфраме, полученные по предлагаемому способу, не уступают по основньм Физико-химическим свойствампокрытиям, полученным по способу -20 прототипу,Предлагаемый способ газового бориронания поэноляет значительно снизить требования техники безопасностипри газоном боркронанки изделий эасчет уменьшения токсичности исходных компонентов: вместо сильнодействующего ядовитого вашества ВСЯ пркборкронаник иэделий используют газообразные продукты взаимодействиянетокскчных ИНС 1 кли ССР с аморфным бором. Применение укаэанных нетокскчных веществ позволяет широконнедркть описываемый способ дляупрочнения изделий на майино- иприборостроительных заводах.35Формула изобретенияСпособ газового борированкя изделий, нключащцкй подачу смеси диссоциированного аммиака и газообразного боркрукщего агента в реакционнуюзону с иэделиями, нагрев до температуры насьзценкя, выдержку и охлаждение, о т л и ч а ю щ к й с я тем,что, с целью улучшения условий техники безопасности путем уменьшения45 токсичности исходных веществ, вкачестве газообразного боркрующегоагента используют продукты взаимодействия хлоридоваммония илк углерода с аморфным бором.50 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Металловедение и термическаяобработка металлов. М., Машиностроение, 1960, 9 7, с.4055 2. Авторское свидетельство СССР9 478892, кл. С 23 С 11/08, 197 3