Борирование

Электролитическое борирование заключается в том, что в ре­зультате электролиза расплавленной буры Na₂B₄0₇ создается эле­ментарный бор, который в момент выделения диффундирует в ме­талл, образуя на его поверхности бориды железа, а при наличии углерода - карбиды бора. При электролитическом борировании плотность тока 0,20 - 0,25 А/дм². Температуру электролита регу­лируют с помощью реле и контактного терморегулятора. Питается установка постоянным током.

Основные технологические факторы, влияющие на физико-механические и эксплуатационные свойства борированного слоя: температура электролита, время выдержки и химический состав материала обрабатываемых деталей.

Толщина борированного слоя на низколегированных сталях при температуре до 950 °С составляет около 0,3 мм. При дальней­шем повышении температуры она увеличивается мало, но значи­тельно возрастает хрупкость слоя. С увеличением времени вы­держки t толщина слоя возрастает по параболическому закону:

y²=2Pt,

где 2Р - параметр, характеризующий скорость роста слоя.

Среднее значение параметра 2Р можно определить как тан­генс угла наклона параболических кривых, построенных в коорди­натах у² = t. При выдержке более 8 ч сильно увеличивается хруп­кость слоя. Твердость борированного слоя HV 2000 - 2500. Наи­большую твердость имеет борированная поверхность деталей из сталей 55С2А и 30ХГСА, несколько меньшую - из сталей 12ХН2А и 12XН3 А, еще меньшую - из сталей 40Х и 35.

При любой температуре (прочие условия одинаковые) макси­мальная толщина борированного слоя получается на деталях из стали ЗОХГСА и последовательно уменьшается на деталях, изго­товленных из сталей 50С2А, 12ХНЗА, 12ХН2А, 35 и 40Х. Реко­мендуется детали из указанных сталей борировать при температу­ре 950 °С и выдержке 6 ч. При этих условиях получается слой наи­лучшего качества и достигается высокая износостойкость борированных деталей. Из сталей, подвергнутых сравнительным испыта­ниям, после борирования наиболее износостойкой оказалась сталь 12ХН2А, а затем стали 12ХНЗА и 40Х.

Слой бора не изменяет своих свойств при нагреве до темпера­туры

950 °С и обладает повышенными кислотостойкостью и жаро­стойкостью при температуре до 800 °С. Прочность его сцепления с основным металлом такая же, как и прочность цементованного слоя. Высокая твердость слоя бора сообщает поверхности деталей хорошую износостойкость. Вот почему борированием упрочняют детали машин, работающие в тяжелых условиях (при наличии аб­разивной среды и ударных нагрузок); к таким деталям можно от­нести втулки буровых насосов. Как показал опыт, борирование рабочей поверхности втулок позволяет увеличить их износостой­кость почти в 4 раза по сравнению с износостойкостью втулок, закаленных ТВЧ.