Борирование – насыщение поверхностного слоя металлических изделий бором. Борирование осуществляют с целью повышения поверхностной твёрдости и износостойкости изделий, реже – их коррозионной стойкости и теплостойкости. Борированию подвергают изделия из железа, сплавов на его основе и тугоплавких металлов. Различают три вида борирования: твёрдое, жидкостное и газовое.
Твёрдое (или порошковое) борирование проводят в контейнерах в порошковых смесях, содержащих порошкообразный боризатор (аморфный бор, карбид бора, ферробор и другие соединения) и специальные добавки. Для получения борированного слоя толщиной 0,1–0,3 мм на сталях насыщение осуществляют при 900–1 100 oС в течение 5–6 ч. Разновидностью твёрдого борирования является вакуумное борирование, осуществляемое при давлении 10-3 мм рт. ст. и высоких температурах в результате испарения аморфного бора или карбида бора. Пары конденсируются на поверхности обрабатываемой детали, и бор диффундирует в металл.
Жидкостное борирование сталей (электролизное и безэлектролизное) проводят при 850–1 000 oС в расплавах различных солей с введением в них борсодержащих компонентов. Часто используемое электролизное борирование обычно осуществляют в расплаве буры, которая под действием температуры и вследствие наложения постоянного электрического тока диссоциирует с выделением атомов бора, диффундирующего в изделие.
Газовое борирование проводят при термической диссоциации газообразных соединений бора – диборана В2Н6, трёххлористого бора BCl3 и других, обычно в смеси с водородом. При газовом борировании насыщение протекает интенсивнее, чем при твёрдом или жидкостном. На стальных изделиях слой боридов толщиной 0,1–0,2 мм при температуре 800–900 oС образуется за 2–5 ч. Борированный слой обладает высокой твёрдостью (HV 1 800–2 000) и состоит, как правило, из двух фаз – моноборида FeB (16,25 % В) и борида Fe2B (8,48 % В). Борированию подвергают втулки и штоки буровых насосов, элементы гусениц тракторов, звенья цепных пил, детали вытяжных и гибочных штампов и другие изделия, эксплуатируемые в условиях абразивного износа. Износостойкость деталей после борирования возрастает в 2–10 раз.
В промышленности, кроме рассмотренных выше процессов, используются: хромирование – насыщение поверхности стальных изделий хромом, силицирование – насыщение кремнием, сульфидирование – насыщение серой и другие процессы, в том числе насыщение двумя и большим количеством компонентов. |