Процесс диффузионного насыщения
Процесс диффузионного насыщения в таких средах осуществляют двухступенчато, с выдержкой при 800-900 °С в течение 1 ч и при 1000-1050 °С в течение 2 ч. Двухступенчатый нагрев способствует активации атомов бора уже на первой ступени нагрева. На этой стадии бор почти полностью диффундирует в поверхностный слой металла обрабатываемого изделия.
Нагрев до температуры второй ступени активизирует атомы легирующих элементов, например, титана, циркония и др., проявляющих свою диффузионную активность при более высокой температуре, чем атомы бора. При этом атомы бора не препятствуют проникновению атомов легирующего элемента в поверхностный слой металла, так как они уже почти полностью диффундировали в него на первой ступени нагрева. Концентрация легирующего элемента и глубина его проникновения в поверхностный слой зависят от времени выдержки на второй ступени нагрева.
Пример. Детали, изготовленные из сталей 45Х и ШХ15, обрабатывают в порошковой среде, содержащей 10% диборида хрома, титана или циркония, 3% активатора и 87% инертного разбавителя. Нагрев осуществляют в контейнере по двухступенчатому режиму с выдержкой, каждой партии деталей при температуре 800-900 °С в течение 1 ч, а на второй ступени нагрева - при температуре 1000-1050 °С в течение 2 ч. В результате такой обработки повышается концентрация легирующего элемента в поверхностном слое на 15-20%, толщина слоя увеличивается примерно в 1,5 раза.
Для интенсивного местного диффузионного борирования поверхностей крупных деталей, работающих в условиях истирания и ударных нагрузок при 500-850 °С, без разборки изделия, непосредственно в период его эксплуатации (например, на деталях дробильных машин, башмаках коксовыталкивателей, желобах грохотов и др.) может быть использован способ [а. с. 784698 (СССР)], при котором на поверхность упрочняемого металла наносят энерговыделяющую пасту, состоящую из оксида железа и алюминия в смеси с диффузионно активной борсодержащей составляющей.