Упрочнение элементов долота скоростным ТВЧ-борированием
Для упрочнения элементов долота скоростным ТВЧ-борированием, по результатам анализа литературных источников и работ, проведенных ранее, нами было предложено комплексное применение нагрева борируемой стали и насыщающей среды токам высокой частоты (ТВЧ), совмещение процессов диффузионного борирования из жидкой и твердой среды и перевод диффузионного процесса борирования в химическое взаимодействие между элементами Fe и B, осуществляемое на поверхности упрочняемой стальной детали [13].
Образующиеся при скоростном ТВЧ-борировании покрытия представляют собой композиционные металлокерамические материалы, состоящие из измененного по химическому составу стального подслоя, разделенного диффузионной границей от упрочняющего слоя, состоящего из матрицы железо-боридной эвтектики с распределенными в ней частицами цементита, боридов железа, карбоборидов железа и легирующих сталь элементов (Cr, Mn и др.), обеспечивающие его дополнительное дисперсное упрочнение [14].
Скоростное ТВЧ-борирование осуществляется при ТВЧ-нагреве, расплавлении и выдержки на поверхности стальной детали в течении оптимального времени и при оптимальной температуре порошковой смеси (шихты) следующего состава: карбид бора (или аморфный бор) 85-90 %, плавленный флюс для индукционной наплавки П-0,66 - 10-15 %.
Плавленый флюс П-0,66, состоящий из прокаленной буры, борного ангидрида, силикокальция и сварочного флюса АН-348А в масс. %: 30, 20, 10, 40, является активным компонентом борирующего состава и выполняет функции: транспортной среды, расплавляясь и переводя процесс борирования с использованием ТВЧ-нагрева из твердофазного в квазижидкостный; защищает образующийся слой упрочняющего покрытия от окисления; осуществляет смачивание и очистку поверхности сталей от окислов и продуктов реакции; генерирует активный бор для борирования, восстанавливая его из карбида и оксида; а также проявляет дополнительное борирующее воздействие, образуя ионные формы бора из его соединений при высоких температурах.
Для осуществления упрочнения элементов долота скоростным ТВЧ-борированием на них наносят предварительно подготовленную шихту, помещают заготовку в индуктор оптимизированной конструкции, осуществляют нагрев детали с шихтой, ее расплавление и выдержку детали в индукторе при температуре 1200-1300 оС в течение 0,5-1 мин. Полученную после борирования заготовку также можно подвергать термической обработке.