Wpływ składu mieszaniny chromoborującej na strukturę i właściwości warstw dyfuzyjnych wytworzonych na stalach narzędziowych

W pracy przedstawiono wyniki badań stanu powierzchni, grubości, struktury i mikrotwardości warstw dyfuzyjnych wytwarzanych na stalach narzędziowych N9E, NC6 i NC10 przez jednoczesne nasycanie borem i chromem w mieszaninach proszkowych. Procesy dyfuzyjne prowadzono w temperaturze 950 stopni Celsjusza 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. Stwierdzono, że chromoborowane warstwy dyfuzyjne mają strukturę iglastą typową dla warstw borków żelaza, a wzrost zawartości chromu w postaci żelazochromu w mieszaninie nasycającej poprawia badane właściwości wytworzonych warstw takie jak twardość, stan powierzchni, grubość i porowatość. Najlepsze warstwy, lepsze od warstw borowanych bądź chromowanych pod względem grubości (do 150 mikrometrów), twardości (do 1950 HV0,05), stanu powierzchni oraz porowatości niezależnie od rodzaju obrabianej stali wytworzono w mieszaninie o składzie: 24% B4C, 36% Fe-Cr, 39% Al2O3, 1%AlF3. Stwierdzono, że mieszanina o składzie: 24% B4C, 36% Fe-Cr, 39% Al2O3, 1% AlF3 jest ponad dwa razy tańsza od mieszaniny do borowania, co przy uwzględnieniu lepszych właściwości wytwarzanych warstw może się przyczynić do zastosowania takiego procesu w praktyce przemysłowej.

---

The paper presents the results of tests of the surface appearance, thickness, structure and microhardness of diffusion layers produced on 3 tool steels: N9E, NC6 and NC10 by simultaneous boron and chromium saturation in powder mixtures. The diffusion processes were carried out at the temperature of 950 degrees centigrade during 6 hours in mixtures of variable ratio of ferrochromium - source of chromium to B4C - source of boron. The properties of layers were compared with boron diffusion and chromium diffusion layers produced in the same conditions. 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 (up to 150 micrometres), hardness (up to 1950 HV0,05), surface appearance and porosity, independent of the steel matrix, were obtained in the mixture composed of: 24% B4C, 36% Fe-Cr, 39% Al2O3, 1% AlF3. It was found that the mixture composed of: 24% B4C, 36% Fe-Cr, 39% Al2O3, 1% AlF3 was more than twice cheaper than the mixture for boronizing, which could contribute to the application of this process in industrial practice in view of better properties of the produced layers.