The effect of various activators in molten borax on the electroboronizing of low carbon steel at 800℃ and the mechanism on the formation of boron have been studied.
The boronized thickness and the wear resistance at the superimposed cyclic current on the D.C. current have been investigated.
The mechanism on the formation of boron in molten borax which is added $Na_2CO_3$ on the electroboronizing below 900℃ takes place according to the reaction
$3Na+2B_2O_3$ → $3NaBO_2+B$
and $NaBO_2$ has been decreased in the rate of formation of boron.
The effect of the activators is ranked to $Na_2CO_3$, $B_4C$, NaCl, NaOH and the economical compositions of the activators are identified at 10 wt.% $Na_2CO_3$, 10 wt.% $B_4C$, 20 wt.% NaCl, 30 wt.% NaOH.
In the case of two kinds of the activators which are 10 wt.% $B_4C$ and $Na_2CO_3$ or 10 wt.% $B_4C$ and NaCl in the molten borax are increased 25-40% to the boronized thickness.
The superimposed cyclic current on the D.C. current is decreased cathodic polarization which has been affected to frequency and amplitude and is increased effective current density of formation of boron.
The boronized layer is more uniform and is increased 2 times thicker than conventional electroboronizing.
The wear resistance of this case is increased 2 times higher than conventional electroboronizeng.
The results of the wear resistance test in air at room temperature, the reason of decreasing of wear volume at high friction rate (above $2m/\sec$) is formed $B_2O_3$ which is lubricated friction surface and increasing of wear volume at low friction rate (below $2m/\sec$) is caused of the brittle fracture of boride layer due to abrasion and scratching.
The wear resistance is raised in case of decreasing to treatment temperature on the electroboronizing.
붕사 용융염에 여러가지 촉진제를 첨가하여 온도 800℃에서 저탄소강의 전해 침붕처리 효과와 붕소생성이론에 대해 조사하였으며, D.C. 에 Cyclic Current 를 중첩시킨 경우에 Cyclic Current의 진폭과 주파수를 변화시켜 이들의 효과가 침붕층의 깊이와 내마모성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다.
촉진제로 $Na_2CO_3$ 를 첨가한 후 온도 900℃ 이하에서 전해 침붕처리를 할 경우 붕소생성에 대한 화학반응식은
$3Na + 2B_2O_3 \to 3NaBO_2 + B$
이며 생성물인 $NaBO_2$는 붕소생성을 감소시킨다.
각 촉진제의 효과는 $Na_2CO_3$, $B_4C$, $NaCl$, $NaOH$의 순위이며, 각 촉진제의 최대 효과적인 조성은 100 W/o의 $Na_2CO_3$, 10 W/o의 $B_4C$, 20 W/o의 NaCℓ, 30 W/o의 NaOH 이다.
촉진제로서 $Na_2CO_3$ 또는 NaCℓ 이 첨가된 조성에 10 W/O의 $B_4C$를 첨가한 경우 침붕층의 깊이는 25 ∼ 40%의 증가를 나타내었다.
직류에 Cyclic Current 를 중첩시킨 결과 시편표면에 발생하는 농도분극은 감소되며 붕소의 유효전류밀도가 증가되어 침붕층은 균일하고 1.5 ∼ 2배 정도 증가되며 내마모성도 2배정도 향상된다. Cyclic Current의 주파수와 진폭은 농도 분극의 감소에 큰 영향을 준다.
상온 건조 마모실험을 한 결과 높은 마찰속도인 2m/$\sec$ 이상에서는 마모량이 마찰표면의 마찰열에 의해 $B_2O_3$ 가 생성되어 감소되었으며, 낮은 마찰속도인 2m/$\sec$ 이하에서는 abrasive 와 scratching 이 주원인이 되어 마모가 되므로 마모량은 증가한다.
전해 침붕처리온도가 800℃ 일때가 900℃, 1,000℃ 일때보다 마모량은 감소하였다.
