режиме в течение 10-15 мин). Анодную обработку проводят перед извлечением деталей из расплава. Она сокращает длительность последующей отмывки изделий в горячей воде до 15-30 мин. При борировании в электролитах, в состав которых входит поваренная соль, анодную обработку применять не следует. Рафинирование и замену электролита проводят по мере надобности.

Электролизное борирование прежде всего рекомендуется для крупносерийного и массового производства. Этот способ борирования отличается высокой производительностью, стабильностью получаемых результатов, высоким качеством диффузионного слоя. Однако он не лишен и ряда существенных недостатков, основными из которых являются низкая стойкость тиглей и приспособлений, трудоемкость сборки и разборки приспособлений, которые практически не поддаются механизации и автоматизации, сложность получения равномерного слоя на деталях сложной конфигурации и необходимость их очистки от остатков электролита и шлама. Этот способ борирования является одним из наиболее экономичных.

Жидкостное борирование проводят в расплавах на основе боратов щелочных металлов (преимущественно Na2B407). В качестве электрохимических восстановителей Na2B407 и других тетраборатов мол<но применять химически активные элементы (А1, Si, Ti, Ва, Са, Мп, В), лигатуры и ферросплавы па их основе: карбид бора (В4С), карбид кремния (SiC), ферромарганец (ФМн95), металлический марганец (Мр1), силикомарганец (СМн17), снликоцирконий (СиЦр50) и др. Рекомендуемые расплавы для жидкостного борирования приведены в табл. 2.

Жидкостное борирование можно проводить в любых тигельных печах-ваннах, обеспечивающих получение требуемой температуры. Обычно в этих целях применяют те же печи, что и для электролизного борирования.

В технологическом отношении процесс жидкостного борирования чрезвычайно прост. Наплавление буры проводится так же, как и при электролизном

борировании. Восстановитель, предварительно измельченный и просушенный, вводится в расплав небольшими порциями при температуре насыщения. После введения каждой порции восстановителя расплав тщательно перемешивают, после введения требуемого количества восстановителя ванну в течение 15-20 мин прорабатывают вхолостую (без деталей) и расплав снова перемешивают.

Детали загружают в расплав в связках или на приспособлениях. Перед погружением в расплав они подогреваются до 400-450С над зеркалом ванны. Детали, приспособления и вязальная проволока не должны выступать над зеркалом ванны. Отношение объема расплава к суммарной поверхности одновременно обрабатываемых деталей должно быть в пределах 10-20. Насыщение проводят при температурах 900-1050°С в течение 2-6 ч.

По окончании выдержки детали из ванны выгружают и подвергают охлаждению на воздухе или непосредственной закалке. При длительной работе ванны расплав теряет свою насыщающую способность. Поэтому через 80-100 ч работы его следует освежать, а через 2-3 месяца частично (на 30- 50%) или полностью заменить новым. При частичной замене избыток отработанного расплава желательно удалять за счет вычерпывания осадка со дна тигля.

Жидкостной способ борирования может быть использован практически на любом предприятии. Наиболее рационально его применение в мелкосерийном и серийном производстве. Он отличается довольно высокой производительностью, стабильностью получаемых результатов, высокой плотностью и бездефектностью боридных слоев. Основными недостатками жидкостного борирования являются: значительный унос расплава с обрабатываемыми изделиями и трудность отмывки от расплава деталей сложной конфигурации.

Борирование из паст

Борирование из паст (обмазок) целесообразно применять при упрочнении массивных крупногаба-

ритных изделий, а также при необходимости местного борирования.

Развитие этого направления в борирования стимулируется также возможностью совмещения борирования с существующими на предприятиях режимами термической обработки упрочняемых изделий.

Технология процесса борирования из паст предусматривает выполнение следующих операций: приготовление обмазки, подготовку упрочняемой поверхности к насыщению, нанесение и сущку обмазки, нагрев и выдержку подготовленных к насыщению деталей по заданному режиму, охлаждение и очистку деталей от пасты.

Рекомендуемые составы паст и режимы борирования приведены в табл. 3.

Основные компоненты пасты тщательно смешивают в специальных смесителях и разбавляют связующим до требуемой консистенции, В качестве связующих материалов используют гидролизован-ный этилсиликат, жидкое стекло, сульфитно-спиртовую барду, раствор клея БФ-2 в ацетоне, цапонлак, декстриновый клей и т. д. Консистенция пастн в основном определяется выбранной технологие? s нанесения ее на детали: пульверизацией, окунани см, кистью. При борировании мелких деталей пас- ту целесообразно наносить окунанием, на круп* ные и сложные по конфигурации изделия - кистыв ж или пульверизатором. Толщина обмазки должш ° составлять 1,5-2,5 мм. Обмазку можно наносит! * в несколько приемов.

Обмазки на основе ацетона, ацетоноксиленз бутилацетата, цапонлака, иитроцсллюлозных ла m ков, спиртов и других органических веществ с вы g сокой скоростью испарения просушивают на воз S духе при комнатной температуре. Обмазки, зам! g шанные па основе неорганических или оргаш g минеральных веществ, требуют специальной сушк в сушильных шкафах (7 = 120-200°С, т=0,5- 1,5 ч). Хорошие результаты дает сушка по ступер g чатому режиму: / = 20Х, т=1 ч+/=80-150°( £ 1=0,5 ч. Дальнейшая подготовка деталей к nacj щению диктуется выбранным способом нагрева.

а а шик

о Ь о ет о ч

о to

СО сч

ю со

+ -f

CQ М

к та н сз

н и

Ш ж (2J ,

о Р 5 о.

о S й g

CQ й-

со о

i s га

о oj

о ..

a, и -

о о о.

о га

О а- о 03

+ га

+ -f га га

(У cL>

О 0(

S §

см CN

О О

СО ю

tM О)

о о о о

о о о ю

00 оо

о а.

+ о га

< о 2 + о

§5 --и

~Ь га

о о I

00 сю -г

О П.

rag га

W о 03

Э £ 5? д да S н

в случае использования для реализации режима насьщения скоростных методов нагрева (индукционный нагрев ТВЧ, электроконтактный нагрев ТПЧ и др.), не предусматривающих длительных выдержек при температуре насыщения, дополнительной подготовки деталей к борированию не требуется.

Без какой-либо дополнительной подготовки подвергают детали борированию и при печном нагреве в вакууме или защитных атмосферах (сухой водород, азот, аргон)*.

В случае печного нагрева в обычной окислительной среде детали со слоем обмазки требуют специальной защиты от окисления. До недавнего времени такая защита осуществлялась путем упаковки деталей в герметизируемые контейнеры или подобные им приспособления**.

Более прогрессивной является технология насыщения из обмазок, предложенная в работе [6]; на изделия методом окунания наносят слой активной пасты толщиной 1,5-2 мм, просушивают его при 40-60°С в течение 10-15 мин, после чего наносят (также методом окунания) слой 1,5-2 мм защитной обмазки: 50% В2Оз+50% ЗЮг, замешанной на гидролизованном этилсиликате или смеси ацетона с клеем БФ-2 (4:1), и просушивают защитную обмазку на воздухе в течение 10-15 ч или в сушильном шкафу при температуре 100-250°С в течение 0,5-2 ч. Подготовленные таким образом детали можно нагревать любым известным в настоящее время способом. После завершения режима насыщения детали охлаждают на воздухе или подвергают непосредственной закалке.

Очистка изделий от остатков пасты проводится путем кипячения их в воде или растворителях, механическими способами (дробеструйной или гидропескоструйной обработкой).

*- Патент США, кл. 148-16, № 3222228, Заявл. 28,06.62. Опубл. 7.12.65.

** Патент Швейцарии, кл. С23 с 9/04, № 556394. Заявл. 28.07.70. Опубл. 29.11.74.

§

го О

о. С;

CM CM

< +

o-o CM oo CD L.

W ciJ

ra cu

tU tL,

О О г- со

CM -

о о о 2

С7>

о s:

аз lO

f

са Й

сю Оз

к.