Способ диффузионного борирования изделий

3 СОВЕТСКИХИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК П 9) я)5 С 23 С 8/68 ТЕН ЕЛЬСТВУ ТОРСКОМУ СВ ЗИО О О БОРИрмическал обдиффузионноепро менено в троения. Спона электроды рический померимым или но возникаюлектродов исталь, а другим ржащая смесь и ко-те ермо быть шичос , чтоэлект м, соиз ествен о из э мая де рсоде полагается в в к порошку трический по кВ) включанеобходимой Установлено, ия с наложе - 1,2 раза выЦелью изобретения производительности ляется повы упрощение с Для этого икарбида бора,борирования, вэлектрическогоэлектрическиймежду детальюэлектрического ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ(71) Кемеровский технологический институтпищевой промышленности(56) Ляхович Л.С. и Воронин Л.Г, Борирование стали, М., 1967.Защитные покрытия на металлах, Кемерово, 1980, М 14, с. 26 - 29. Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов в порошковых средах, в частности к термодиффузионному борированию, и может быть использовано в различных областях машиностроения.Известен способ борирования в порошковых смесях на основе борсодержащих веществ, например карбида бора, с добавкой для интенсификации процесса хлор- или фторсодержащих активаторов или буры. Недостатками этого способа является то, что наличие буры в составе порошка приводит к образованию в процессе борирования спекшейся массы, что затрудняет многократное использование порошка; хлор- или фторсодержащие активаторы разлагаются с образованием токсичных хлоридов или фторидов, что ухудшает условия труда.Известен также способ борирования в электростатическом поле, принятый за прототип, заключающийся в том, что керамическая трубка с образцами, пересыпанными(54) СПОСОБ ДИФФУ РОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: хим работка, в частности т борирование, и может различных областях ма соб заключается в том прикладывается малый тенциал с напряжение несколько большим ест щего, В качестве одног пользуется обрабатывае электродом является бо (карбид бора). 1 табл. порошком карбида бора, рас печи и с помощью электродо карбида бора подводится алек тенциал. Электрическое поле ( ется при достижении в печи температуры борирования. что интенсивность борирован нием электрического поля в 1,1 ше,Недостатком этого способа является необходимость использования сложного оборудования,длие помещают в порошок нагревают до температуры держивают с наложением потенциала и охлаждают, потенциал прикладывают и карбидом бора (величина потенциала 80 в 20 мВ),Потенциал выбирается такой величины, чтобы использовать дополнительное тепло. выделяющееся в соответствии с законом Пельтье. При этом используются естественные свойстга соединения бора с углеродом, Коэффициент термоЭДС карбида бора составляет 80 мкв/град, а следовательно, при нагреве до 1000 С (среднее значение температуры борирования) тер- моЭДС боризатора составляет 80 мВ, Повышение прикладываемого напряжения свыше 2000 мВ в связи с проявлением полупроводниковых свойств карбида бора при температуре борирования сопровождается значительным повышением тока в цепи и спеканием частиц карбида бора.Ускорение процесса борирования при наложении слабого электрического потенциала осуществляется следующим образом,Место контакта борируемого образца и карбида бора является местом контакта двух проводников, образующих термогальванический элемент, и при подводе к образцу дополнительного электрического потенциала в соответствии с законом Пельтье в месте контакта в дополнение к теплоте Джоуля выделяется или поглощается в зависимости от направления тока, некоторое количество теплоты пропорционально протекающему через контакт количеству электричества, т, е, силе тока Х и времени Юг = П 11.Карбид бора, в засыпке которого производится борирование, является полупроводником и при нагреве образует с насыщаемым металлом гальваническую пару, Поэтому если замкнуть цепь карбид бора - насыщаемый металл (сплав), в такой цепи потечет электрический ток, величина которого возрастает с повышением температуры нагрева (эффект Зеебека). Подключение к образованной электрической цепи дополнительного источника постоянного тока с тем же направлением, что и в термопаре вызывает в месте контакта дополнительное выделение тепла эффект Пельтье),Это позволяет интенсифицировать процессборирования, сократить время диффузионной выдержки. Положительным является ито, что отпадает необходимость в использо 5 вании активаторов.П р и м е р, Детали, предназначенныедля борирования, помещают в контейнер спорошком карбида бора, В качестве одногоиз электродов используется обрабатывае 10 мая деталь, другим электродом может являться, например, контейнер, наполненныйпорошком карбида бора. Для предотвращения спекания порошковой массы карбидабора подводимый к насыщаемой детали ток15 не должен превышать величины, при которой происходит резкое падение потенциала.В качестве плавкого затвора применяется натрийсиликатная пудра. Толщина сло 20 ев, формирующихся на стали при обработкепо известному и предлагаемому способам,приведена в таблице.Способ обеспечивает по сравнению спрототипом активное протекание процесса25 насыщения, сводит к минимуму загрязнение насыщающей среды продуктамиспекания, что позволяет многократно использовать насыщающую среду(карбид бора)без снижения насыщающей способности,30 Это повышает технологичность процесса иего производительность, Способ позволяетотказаться от использования хлор- и фторсодержащих токсичных активаторов, чтоулучшает условия труда,35 Формула изобретенияСпособ диффузионного борированияизделий, включающий нагрев в порошкекарбида бора до температуры борирования,выдержку с наложением электрического по 40 тенциала и охлаждение, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности и упрощения способа, электрический потенциал прикладывают междудеталью и карбидом бора с величиной 8045 2000 мВ.1759953Продолжение таблицыСоставитель Е, НосыреваРедактор М, Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор А. КозоризЗаказ 3159 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101