В металлургической промышленности одним из частых процессов является борирование стали. Делается это с определенной целью, и проводится несколькими способами.
Что называется борированием стали?
Борированием стали называется процесс, при котором происходит диффузное насыщение поверхности металла активным бором. Проводится при нагреве до высоких температур, т.е. это разновидность термообработки, с одновременной выдержкой в химически активной среде.
Борирование стали проводится с целью:
- значительного повышения прочности металла;
- доведения поверхностной твердости до 2000 HV;
- улучшения стойкости к износу (в частности, в условиях сухого трения, абразивного воздействия, скольжения со смазкой или без и пр.);
- повышения теплостойких и окалиностойких качеств;
- придания способности отлично противостоять коррозии, особенно у железоуглеродистых сплавов.
Борирование позволяет показать существенное повышение износостойкости изделий, полученных впоследствии из борированной стали, или изменить в нужную сторону ее характеристики.
Обзор технологических способов борирования стали
Существуют разные способы этого процесса, и в зависимости от того, какой выбран, у металла получается одно- или двухслойная поверхность, изменяются свойства и применение.
- Газовое борирование.
Проводится в металлургических печах в специально созданной среде, включающей треххлористый бор или бороводород (В2Н6), но может быть использовано и другое, подходящее к технологии для конкретной цели боросодержащее вещество. Температура в печи достигает 850-900 градусов, время выдерживания – до 6 часов, но не менее 2-х. В итоге получается борированная сталь твердостью до 2000 HV.
- Жидкостное борирование.
В основу способа взято диффузионное безэлектролизное насыщение бором поверхности металла. Осуществляется в печах-ваннах, а среда для насыщения создается за счет использования хлористых солей (NaCl, BCl2), к которым добавляется карбид бора (В4С) и соединения, являющиеся электрохимическими восстановителями (возможно использование кремния, алюминия, титана, а также различных ферросплавов и лигатур). Ряд технологий подразумевает использование сплавов щелочных металлов (в частности, буры Na2B407).
- Электролизное борирование.
Данный процесс проводится в сериях специальных электролизных ванн, температура в которых доходит до 950 градусов. Чаще всего метод используется при электролизе расплава буры, подвергающейся прохождению электротока. Катодами при данной технологии служат подвергающиеся борированию изделия, они монтируются на специальные подвески. Время выдерживания в электролизных ваннах — от 2 до 6 часов.
- В твердых средах.
Различные испытания показали возможность проведения борирования и более простыми способами. Например, борсодержащими пастами. Они наносятся на поверхность литейной формы. Методика эффективна при обработке крупногабаритных изделий, а к мелким может быть применено борирование порошками-наполнителями (В4С, ферробор) в специальных ящиках.
