Borlama

Borlama, bor atomlarının metal yüzeyine difüzyonu ile malzeme yüzeyini güçlendiren bir termokimyasal yüzey sertleştirme işlemidir.

 

Borlama, metal ve alaşımların yüzeylerinde sertlik, aşınma direnci ve korozyon direncini arıttırırken, aynı zamanda bu özellikleri yüksek sıcaklıklarda korumak ve erozyon direncini de arttırmak amacıyla kullanılmaktadır.

Borlama, endüstriyel olarak daha çok demir esaslı alaşımlara (alüminyum ve silisyum içeren yatak çelikleri dışında, yüzeyi sertleştirilmiş, temperlenmiş, takım çelikleri ve paslanmaz çeliklere, döküm çeliklerine, gri ve küresel grafitli dökme demirlere, sinterlenmişdemir ve çeliklere)  uygulanmaktadır.

 

Katı ortam borlamasında kullanılan bazı borlama bileşiklerine ait örnekler %ağırlık olarak aşağıda verilmiştir:

•% 60 B4C + %5 B203+ %5 NaF + %3O Demir oksit
•% 50 Amorf bor + %l NH4F.HF + %49Al203
•%100 B4C
•%(7,5-40) B4C + % (2,5-10) KBF4+ %(50-90) SiC
•%84 B4C + %16 Na2B407
•%95 Amorf bor+%5 KBF4
•%20 B4C + %5 KBF4+ %75 Grafit
•%(40-80) B4C + %(20-60) Fe203
•%80 B4C + %20 Na2C03
•%5 B4C, %90 SiC, %5 KBF4
•%50 B4C, %45 SiC, %5 KBF4
•%85 B4C, %15 Na2CO3 
•%95 B4C, %5 Na2B4O7
•%84 B4C, %l6 Na2B4O7
•Amorf bor (%95-97 B)

 

Borlama sonucu oluşan borür tabakasının özellikleri:

1- Çok yüksek sertlik (1500-2300 HV)

2- Yüksek ısınma direnci

3- Alt yüzeye iyi tutunma özelliği

4- Yüksek sıcaklık dayanımı

5- Yüksek ısılarda sertliğini koruma özelliği

6- Demir malzemelerinkine uygun genleşme kat sayısı

7- Düşük sürtünme katsayısı

8- Yorulma ömründe artış

9- Asitlere karşı yüksek korozyon direnci (özellikle HCliçin)

 

Borlama işleminde, borun yüzeye yayınması sonucu parçanın en üst yüzeyinde bileşik tabaka adı verilen borlu bölge, onun altında difüzyon bölgesi ve en iç kısımda ise çekirdek bölgesi yer alır.

 

FeB fazının sertliği  : 1600-2400 HV,

Fe2B fazının sertliği  : 1600-2000 HV

FeB fazı Fe2B fazından daha gevrek bir yapıdadır.

Fe2B fazınınaşınma direnci daha yüksektir.

 

 

AISI 1040 malzemede yüzeyden itibaren derinliğe göre bor konsantrasyonunun şematik gösterimi

Avantajları:

Bor tabakasının sahip olduğu yüksek yüzey sertliği ve düşük yüzey sürtünme katsayısı; yapışma, aşınma koşullarında, aşınma ve yüzey yorulması gibi aşınma mekanizmalarına karşı dayanıklı olmasını sağlar.

• Borür tabakasının sertliği yüksek sıcaklıklarda da kararlıdır.

• Diğer yüzey sertleştirme işlemlerinin aksine pek çok çelik, borlarnaiçin  uygundur.

• Borlama, oksitleyici olmayan sulandırılmış asitlerde ve alkali ortamlarda demir 

malzemelerin korozyon-erozyon direncini arttırır. Borlama işlemi sayesinde, düşük

alaşımlı çeliklerin asitlere karşı dayanımını artırmak mümkündür.

• Borlanmış yüzeyler yüksek sıcaklıklarda (850°C) orta seviyede oksidasyona karşı

dayanıklıdır.

• Borür tabakasının ergimiş metal eriyiklerine dayama direnci son derece yüksektir.

• Borlanmış yapının yorulma ömrü ve servis süresi oksitleyici ve korozif ortamlarda

yüksektir.

• Borlama prosesi, sürtünme katsayısını düşürmekte ve yağlayıcı kullanımını minimize

etmektedir.

 

Dezavantajları:

• Bu proses çok hassas bir işlem ve işçilik gerektirmektedir. Bu nedenle borlama,

gaz karbürleme ve plazma nitrürleme gibi termokimyasal yüzey sertleştirme

işlemlerine oranla daha pahalıdır.

• Borlama sonucunda, taban malzemesinin komposizyonuna bağlı olarak

borlanmış tabaka kalınlığının % 5-25 oranında boyutsal artış gerçekleşir.

• Yüzeyin geleneksel yollarla işlenmesi kaplama tabakasında kırılmalara neden

olmaktadır.

• Yüksek temas yüklerinde (>2000 N) nitrürlenmişve karbürlenmiş çeliklerin

döner sistemlerde yorulma özellikleri, borlanmış çeliklere oranla oldukça

yüksektir. Bu nedenle dişli imalatında bir sınırlama söz konusudur.

• Takımlar malzemeleri borlandıktan sonra sertleştirme ve temperlemeye tabi

tutulacaksa bu işlemler borür tabakasının özelliğinin korunması açısından inert

ortamda veya vakum altında yapılmalıdır.

 

Uygulama Örnekleri:

• Seramik pota üretiminde kullanılan press takımlarının alt ve üst kalıpları. AISI O2 malzemeden imal edilen kalıpların ömrü 3 kat artış göstermiştir.
• Kahve kavurma tesislerinde kullanılan öğütme diskleri. Borlama yapılmamış parçalara oranla 5 kat ömür artışı.
• Tekstil makinelerinin oluklu kasnakları.
• Dizel motor yağ pompası dişlileri. (AISI 4140, adhesiv aşınmayı ve sürtünmeyi azaltmak için borlama işleminden sonra 52-55 HRC’ye sertleştirilmiş)
• Besleme suyu regülasyon valfleri. 4140 malzeme, borlanmışve sertleştirilmiş, 9 kat ömür artışı elde edilmiştir.
• Adhesiv aşınmaya maruz kalan 1.2379’dan imal edilmiş baskı kalıplarında soğuk kaynak oluşumunu engellemek için kısmi borlama yapılmış ve 8-10 kat ömür artışı sağlanmıştır

 

 

İNDİRİLEBİLİR DOSYALAR