Budowa i właściwości dyfuzyjnych warstw chromoborowanych wytwarzanych na stalach narzędziowych

• Autorzy: Młynarczak A. , Piasecki A.

Warianty tytułu

EN

Structure and properties of diffusion layers produced on tool steels

• Konferencja: Międzynarodowa Konferencja MANUFACTURING'04 : "Współczesne problemy projektowania i wytwarzania" / sympozjum [II; 2004; Poznań]
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie przez tarcie warstw dyfuzyjnych wytwarzanych na stalach narzędziowych N9E, NC6 i NC10 w wyniku jednoczesnego nasycania borem i chromem w mieszaninach proszkowych. Określono również stan powierzchni, grubość, mikrostrukturę i mikrotwardość wytworzonych warstw. Procesy dyfuzyjne prowadzone w temperaturze 950°C w ciągu 6 godzin w mieszaninach o zmiennym stosunku żelazochromu -źródła chromu - do B4C - źródła boru. Właściwości tych warstw porównywano do warstw borowanych i chromowanych wytwarzanych w tych samych warunkach. Badano również możliwość obróbki cieplnej stali z warstwami chromoborowanymi bez stosowania atmosfer ochronnych. Stwierdzono, że chromoborowane warstwy dyfuzyjne mają strukturę iglastą typową dlL warstw borków żelaza, a wzrost zawartości chromu w postaci żelazochromu w mieszaninie nasycającej poprawia badane właściwości wytworzonych warstw, takie jak twardość, stan powierzchni i porowatość. Najlepsze warstwy, lepsze od warstw borowanych bądź chromowanych pod względem grubości, twardości, stanu powierzchni i porowatości, niezależnie od rodzaju obrabianej stali, wytworzono w mieszaninie o składzie: 24% B4C, 36% Fe-Cr, 39% A12O3,1% A1F3. Badane warstwy dyfuzyjne charakteryzują się podobną odpornością na zużycie w warunkach tarcia, zużywają się wskutek mikroskrawania i bruzdowania. Mieszanina proszkowa, w której uzyskuje się najlepsze warstwy chromoborowane, jest ponad dwa razy tańsza niż mieszanina do borowania, co z uwag: na lepsze właściwości wytwarzanych warstw może się przyczynić do zastosowania takiego procesu w praktyce przemysłowej. Warstwy chromoborowane są bardziej odporne na destrukcyjne oddziaływanie zabiegów obróbki cieplnej niż warstwy borowane.

EN

The paper presents results of testing the resistance to abrasive wearing of the diffusion layers produced on tool steels N9E, NC6 and NC10 by simultaneous boron and chromium saturation in powder mixtures. The surface appearance, thickness, microstructure and microhardness of diffusion layers has been also studied. The diffusion processes were carried out at temperature of 950°C during 6 hours in mixtures of variable ratio of ferrrochromium - source of chromium to B(4)C -source of boron. The properties of layers were compared with boron diffusion and chromium diffusion layers produced in the same conditions. Possibility of proceeding the heat treatment of steels with chromium-boron layers without protecting atmosphere has also been determinned. It was found that combined Cr-B layers exhibited acicular structure, typical for iron boride layers. Increasing of chromium content (in the form of ferrochromium) in the saturating mixture improved the following properties of the layers: hardness, surface appearance, thickness and porosity. The best layers, better than single boron diffusion and chromium diffusion layers in terms of thickness, hardness , surface appearance and porosity, independent of the steel matrix, were obtained in the mixture composed of: 24% B4C, 36% Fe-Cr, 39% Al(2)O(3), 1% Al(2)F(3). The tested layers have similar resistance to wear, and wearing prcedure follows due to micro-cutting and grooving. Powder mixture for the best Cr-B layers obtaining is more than twice cheaper than mixture for boronizing which could contribute to the application of this process in industrial practice in view of better properties of the produced layers. Cr-B layers are more resistant to destructive influence of heat treatment operations than the boronized ones.

Słowa kluczowe

PL

warstwa dyfuzyjna; borowanie dyfuzyjne; chromowanie dyfuzyjne

EN

diffusion layers; boronizing; chromizing

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 24, nr 2 sp
• Strony: 173--185
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Młynarczak A.

• Instytut Inżynierii Materiałowej Politechniki Poznańskiej

autor

Piasecki A.

• Instytut Inżynierii Materiałowej Politechniki Poznańskiej

Bibliografia

• [1] Formanek B., Swadźba L., Ruda M., Supernak W., Zastosowanie procesu dyfuzyjnego borowania dla podwyższenia trwałości części maszyn i narzędzi, w: Termoobróbka hutnicza, Gliwice-Wisła, 1985, s. 145-156.
• [2] Haftek J. i in., Procesy obróbki cieplno-chemicznej, t. 2, Warszawa, IMP 1987.
• [3] Młynarczak A., Właściwości i zastosowanie wybranych powłok dyfuzyjnych, Przegląd Mechaniczny, 1980, nr 4, s. 20-23.
• [4] Młynarczak A., Jakubowski J., Obróbka powierzchniowa i powłoki ochronne, Poznań, Wyd. Politechniki Poznańskiej 1998.
• [5] Młynarczak A., Jastrzębowski K., Patent PRL nr 238-958.
• [6] Nawrocki M., Piasecki A., Oporność na zużycie ścierne węglikowych i borkowych warstw dyfuzyjnych wytworzonych na stalach narzędziowych, Inżynieria Materiałowa, 2002, nr 5, s. 323-327.
• [7] Palombarini G., Carbuciccchio M.J., Mater. Sci. Lett., 1993, vol. 12, no. 11, s. 797-798.
• [8] Pertek A., Stan naprężeń w warstwach borowanych a ich odporność na zużycie cierne, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 1990, z. 8, s. 223-231.
• [9] Piasecki A., Młynarczak A., Wpływ składu mieszaniny chromoborującej na strukturę i właściwości warstw dyfuzyjnych wytworzonych na stalach narzędziowych, Inżynieria Materiałowa, 2003, nr 6, s. 543-546.
• [10] Przybyłowicz K., Teoria i praktyka borowania stali, Kielce, Wyd. Politechniki Świętokrzyskiej 2001.
• [11] Przybyłowicz K., Zalety i ograniczenia procesu borowania stali, Inżynieria Materiałowa, 1999, nr 5, s. 251-254.
• [12] Samsonov G.V., Glukhov V.P., w: Zashhitnye pokrytija na metallakh, 1970, vyp. 3, s. 101.
• [13] Zemskov G.V. i drugie, Diffuzjjonnoe borokhrominovanie stalejj iz smesi poroshkov diborida khroma, Zashhitnye pokrytija na metallakh, 1990, nr 24, s. 43-46.