Спо об газового борирования изделий Советский патент 1979 года по МПК C23C11/00 

(54) СПОСОБ ГАЗОВОГО ВОРИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области получения покрытий путем термическо го разложения или восстановления газов на нагретых поверхностях и может ишроко применяться во многих о .раслях промышленности для создания твердых, износостойких и термостойких покрытий на изделиях. Известен способ газового борирования, включаюаий смешивание водорода с треххлористым бором (ЕС Pj), подачу смеси в реакционную зону с изделиями, нагрев зоны до 780 - 950° вьщержку и охлаждение 1. Однако чистый водород имеет высокую взрыв аемость, которая связана с эксплуатацией, хранением и транспортировкой баллонов с сжатым водородом а стоимость газовой смеси относительно высока. Известен также способ газового борирования изделий в смеси треххлористого бора и диссоциированного cuviMHaKa, который позволяет уменьшить взрывоопасность процесса и удешевит процесс 2. Однако присутствие на рабочем месте баллона с треххлористым бором требует соблюдения повышенных требо ваний техники безопасности, так как BCtj относится к группе жидких летучих сильнодействующих ядовитых вааеств, хранящихся под давлением. Температура кипения BCJPj 12,7°С, а предельно допустимая концентрация в атмосфере 5 мг/м. В связи с этим применение треххлорйстого бора возможно только после выполнение правил техники безопасности по хранению, транспортировке, переливанию и работе с ним. Целью изобретения является улучшение условий техники безопасности путем уменьшения токсичности исходных веществ для процесса газового .борирования изделий. Цель достигается тем, что в способе газового борирования, включающем подачу смеси диссоциированного аммиака и газообразного борсодержащего агента в реакционную зону с изде.гшями, нагрев рёакциоиной зоны до температуры насыщения и охлаждение зоны, в качестве борсодержащего агента используют продукты взаимодействия хлоридов аммония (NHjjCE) или углерода i (СО Рд ) с аморф3нымбором, после чего смесь подают в реакционную зону. и аморфный бор не относятс к вредным веществам; ССРд имеет пре дельно допустимую концентрацию, р&в ную 20 мг/м, что в 4 раза выше, че для ВС1. Кроме того, CCPv при комнатной температуре находится в жидком состоянии (температура кипения + 76t7 C)f что упрощает работу с ни и требует специальной тары для хранения. Последовательность операций при выполнении предлагаемого способа газового борирования изделий следующая:1. Перемешивают диссоциированный аммиак с продуктами взаимодействия или ССР с аморфным убором (при использовании в предлагаемом способе продуктов взаимодействия МЯдС и аморфного бора хлорид аммония нагревают до 340 ± 20С и пропускают образовавшуюся газовую смес сквозь гранулированный аморфный бор нагретый до 800 t 20 С, а затем смешивают газообразные продукты реакции с водородсодержащим газом; при использовании в предлагаемом способе продуктов взаимодействия. CCJ и аморфного бора пары хлорида углерода пропускают сквозь гранулиров нный аморфный бор, нагретый до 600 + 20°С, а затем смешивают газообразные продукты реакции с водород содержаиим газом) 2.Подают полученную газовую смесь в реакционную зону с изделиям 3.Нагревают реакционную зону с изделиями до 700-12ООС, 4.Изотермически выдерживают изделия в этой зоне в течение 0,5 - 4 5.Охлаждают зону. Пример. Проводят борировани образцов из стали 40 и вольфрама. Процесс борирования включает в себя предварительное смешивание диссоциированного аммиака либо с газообразными продуктами взаимодействия с аморфным бором, либо с газообразными продуктами взаимодействия CCi с аморфным бором. В первом случае хлорид аммония нагревают до 340 + и полученную смесь газов пропускают сквозь гранулированный аморфный бор, нагретый до 800 i Образовавймеся газообразные соединения бора смешивают с диссоциированны аммиаком. Полученная борирующая газо образная-смесь поступает в реакционную образцами. Во втором слуае аргон (можно азот) насыпают паaiviH пропускают его через хлоид, а затем - сквозь гранулированный аморфный бор, нагретый до 600 i ЗОС. Образовавшиеся при этом газообразные соединения бора смеивают с диссоциированным аммиаке. Полученная борируииая смесь постуает в реакционную зону с образцами. Температура борирования стальных образцов 700 + 29С и 950 t . Образцы из вольфрама борируют при 1200 + . Время изотермической ыдержки 3 ч. На образцах изучают лубину слоя, фазовый состав и микротвердость. Боридныв покрытия на стали 40 и вольфраме, полученные по предлагаемому способу, не уступают по основным физико-химическим свойствам покрытиям, полученным йо способу - прототипу, Предлагаемый способ газового борирования позволяет значительно снизить требования техники безопасности при газовом борировании изделий за счет уменьшения токсичности исходных компонентов: вместо сильнодействующего ядовитого вещества ВСЕд при борнровании изделий используют газообразные продукты взаимодействия нетоксичньтх или ССР с аморфHbEvi бореям. Применение указанных нетоксичных веществ позволяет широко внедрить описываемый способ для упрочнения изделий на машино- и приборостроительных заводах. Формула изобретения Способ газового борирования изделий, включающий подачу смеси диссоциированного аммиака и газообразного борирующего агента в реакционную зону с издeлияIvш, нагрев до температуры насыцения, вьздержку и охлаждение, отлич ающийс я тем, что, с целью улучшения условий техники безопасности путем уменьшения токсичности исходных ветаеств, в качестве газообразного бормрующего агента используют продукты взаимодействия хлоридов, аммония или углерода с с1морфным бором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Металловедение и термическая обработка металлов . М., Машиностроение, I960, № 7, с.40. 2.Авторское свидетельство СССР 478892, кл. С 23 С 11/08, 1973 (прототип).