Бор в металлургии

Обычно бор применяется в металлургии (например при производстве абразивов, режущих инструментов, магнитов, флюсов для пайки и.т.д) в следующих целях:  
  • снижение температуры плавления (и в результате снижение расхода энергоресурсов),  
  • повышение чистоты (в качестве флюсующего вещества),  
  • повышения прочности (способности к закалке) стали,  
  • снижение разрушения материала огнеупора в печах.

Бор также используется в производстве чистых высокопрочных металлов для удаления из металла кислорода и азота, растворенных или химически связанных.

Действие на сталь: бор, будучи неметаллическим элементом, может диффундировать в сталь и образовывать сплавы стали при высоких температурах. Между бором и железом образуется молекулярная связь. В отличие от хрома, бор не приводит к образованию дополнительного слоя на исходной поверхности. Борирование стали происходит внутрь поверхности. В ходе подобной обработки из стали удаляется углерод и другие примести, в результате чего образуется слой чистого борида железа.

Бор может значительно повысить способность стали к закаливанию без ухудшения ковкости. Действие бора более эффективно проявляется при пониженных содержаниях углерода. Бор обычно добавляется в очень небольших количествах, примерно 5 - 30 частей на миллион.

При пайке: бор, лежащий на границе между металлами и неметаллами, можно отнести скорее к полупроводнику, чем к металлическому проводнику. Благодаря способности растворять пленки из оксидов металла, бор используется при пайке и сварке.

В частности, трихлорид бора используется при очистке сплавов алюминия, магния, цинка и меди с целью удаления нитридов, карбидов и оксидов из расплавленного металла. Он успешно используется в качестве флюса для пайки сплавов алюминия, железа, цинка, вольфрама и монеля.

Как бура, так и борная кислота разлагаются на триоксид бора (B2O3) при температуре пайки 575 °C для борной кислоты и 765 °C для буры (при использовании буры в ходе процесса разложения образуется также метаборат натрия). B2O3 является активным компонентом при растворении оксидов металлов. Например, оксиды меди преобразуются в метаборат меди при контакте с B2O3. Эти метабораты удаляются после пайки.

Несмотря на то, что ни борная кислота, ни бура сами по себе паяльным флюсом не являются, будучи шлакообразователями, они обеспечивают защиту от вторичного окисления поверхности шва во время пайки. Многие паяльные флюсы содержат буру (или борную кислоту) в качестве основного компонента, они так же содержат и другие компоненты, например, хлориды, фториды и карбонаты, добавляемые для того, чтобы снизить температуру, при которой происходит офлюсовывание и интенсификации растворения более стойких оксидов, таких, как диоксид кремния.
Поделиться
Поделиться
  |   Печать