Borlama

Borlama termokimyasal bir yüzey sertleştirme işlemidir. Borlarma sonucunda çelik yüzeyinde ferrobor tabakası oluşmaktadır. Bor elementinin demir esaslı malzemelere yayılması ile yüzeyde $Fe_2B$ ve FeB gibi ferrobor fazları oluşur. Malzeme yüzeyinde bu çok sert fazların oluşması ile malzemenin aşınma dayanımı artar, sürtünme katsayısı düşer. Malzeme yüksek sıcaklıklarda sertlik ve tribolojik özelliklerini korur, bazı asit ve sıvı metallere karşı iyi korozyon direnci gösterir. Borlama işlemi katı, sıvı veya gaz gibi klasik yöntemlere ilave olarak son zamanlarda plazma borlama ve iyon implantasyon borlama yöntemleriyle de yapılmaktadır. Borlayıcı ortamın bileşimi ve konsantrasyonu, işlem sıcaklığı ve süresi, alt tabaka -metal bileşimi borür tabakasının kalınlığı etkiler. Borlamanın en büyük etkisi malzemenin sertliği üzerinedir. Çeliklerin borlanması sonucu oluşan ferrobor tabakasının sertliği ait tabakadan 10-20 kat daha fazladır. 120 - 200 HV sertliğine sahip çelikler borlama sonucu 1500- 2200HV sertliğine ulaşmaktadır.

Boronizing is a thermochemical surface hardening treatment. The main aim of boronizing is to form ferroboron layer on surface of steel. Elementel boron diffuses into iron materials and therefore ferroboron phases such as $Fe_2B$ and FeB are formed. Due to the hardness of these phases, wear resistance of ferroboron is high and friction coefficient of ferroboron is low since ferroboron is very hard. Hardness and tribological properties of the boronized metal are maintained at the high temperatures. Boride layer have a good corrosion resistance aganist to some acids and molten metals. Boronizing process are carried out in solid, liquid and gaseous as conventional boronizing methods. Recently, plasma boronizing and ion implantation boronizing also have been used. Thickness of boride layer depends on boronizing medium and concentration, processing temperature and period of time, composition of substrate metal. Boronizing effects are mostly exist on hardness of material. The hardness of ferroboron layer is 10 - 20 times much more than that of substrate metal. Steels which have hardness value of 120- 200 HV reach 1500-2200 after boronizing.

___

1.Yan,P.X.,Zhang,X.M.,Xu,J.W,Wu,Z.G.,Song,QM., High Temperature Behavior of the Boride Layer of 45 # Carbon Steel, Materials Chemistry and Physics, Vol. 71 (2001) 107 - 110.

2.Şahin,S.,Meriç,C., Investigation of Effect Boronizing on Cast Irons, Materials Research Bulletin, 37 (2002) 971-979.

3.Jain,V.,Sundararajan,G., Influence of the Pack Thickness of the Boronizing Mixture on the Boriding of Steel, Surface and Coatings Technology, 149 (2002) 21 - 26.

4.Özbek,İ.Konduk,B.A.Bindal,C.Üçışık,A.H., Characterization of Borided AISI 316 L Stainless Steel Implant, Vacuum, 65 (2002) 521 - 525.

5.Yoon,J.H.,Jee,Y.K.,Lee,S.Y.,Plasma Paste Boronizing Treatment of the Stainless Steel AISI 304, Surface and Coatings Technology, 112 (1999) 71 - 75.

6.Pertek,A.Kukla,M., Characterization of Complex (B+C) Diffusion Layers Formed on Chromium and Nickel-Based Low Carbon Steel, Applied Surface Science, 202 (2002) 252 - 260.

7.Nam,K.,S.,Lee,K.H.,Lee,SR.Kwon,S.C., A Study on Plasma-Assited Boriding of Steels, Surface and Coatings Technology, 98 (1998) 886-890.

8.Hunger,H.J.,Löbig,G., Generation of Boride Layers on Steel and Nickel Alloys by Plasma Activation of Boron Trifluoride, Thin Solid Films, 310 (1997) 244 - 250.

9.Şahin,S, Katı Borlama Yöntemi İle Ferrobor Üretimi ve Özelliklerinin Belirlenmesi, Doktora Tezi, Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 1999, Manisa.

10.Xu,C.H.,Gao,W.,Yang,Y.L., Superplastic Boronizing of a Low Alloy Steel- Microstructural Aspects, Journal of Materials Processing Technology, 108 (2000) 349-355.

11.Roskill, The Economics of Boron, Roskill Information Services Ltd, 1999, London England.

12.Mathuschka,A.,G.,Boronizing, Carl Hanser Verlag, München Wien. 1980, Germany.

13.Meriç,C.,and ahin,S., Investigation of Effect on Boride Layer of Powder Particle Size in Boronizing with Solid -Yielding Sunbtances, Materials Research Bulletin, 35,(2002) 2165 - 2172.

14.Meriç,C.,and Şahin,S.,Investigation of Effect Boronizing on Welding zone, Science Technology of Welding and Joining, 7 (2002) 107.

15. Şen,U., Termokimyasal Yöntemle Bor Kaplama ve Kaplama Özellikleri, Sekizinci Uluslararası Metalurji ve Malzeme Kongresi, 6-9 Haziran, 1995, İstanbul.

16.Küper,A.,Qiao,X.,Stock,H.R:, A Novel Approach to Gas Boronizing, Surface and Coatings Technology, 130 (2000) 87-94.

17.Çelik,A., Plazma ile Termokimyasal Yüzey İ8lemleri, Mühendis ve Makina, Sayı 510, 2002, TMMO, Makina Mühendisliği Odası Yayını.

18.Özbek,İ, Şen,S,İpek,M,Bindal,C,Zeytin,S Üçışık,H, A Mechanical Aspect of Borides Formed on the AISI 440 C Stainless Steel, Vacuum, 73 (2004) 643-648.

19.Chen,F.S.,Wang,K.L., The Kinetics and Mechanism of Multi-Component Diffusion on AISI 1045 Steel, Surface and Coatings Technology, 115 (1999) 239-248.

20.Selçuk,B.,İpek,R.Karamı ,M.B., A Study on Friction and Wear Behaviour of Carburized, Carbonitrided and Borided AISI 1020 and 5115 Steels, Journal of Materials Processing Technology, 141 (2003) 189 -196.

21.Sizov,I.G.,Smirnyagina,N.N.,Semenov A.P., Structure and Properties of Boride Layers Deposited by Electron Beam and Chemicothermal Treatment, Metal Science and Heat Treatment, Metal Science and Heat treatment, 43 (2001) 460 - 461.

22.Biddulph,R.H., Boronizing for Erosion Resistance, Thin Solid film, Vol: 45 (1977) 341 - 347.

23.Bourithis,L,Papaefthymiou,S.,Papadimitriou,G.D.,Plasma Transferred Arc Boroding of a Low Carbon Steel: Microstructure and wear properties, Applied Surface Science, 200 (2002) 203-218.