渗硼热处理

渗硼剂

粒状渗硼剂

以提⾼耐磨和耐蚀性为⽬的的渗硼处理，越来越引起国内外热处理⼯作者的关注。渗硼是⼀项有较⼤前途的表⾯热处理

⼯艺。

⼀、粒 状 渗 硼 剂 特 点

粒状渗硼剂采⽤硼铁、碳化硼为供硼剂，氟硼酸钾为活化剂，另加粘结剂制成球型颗粒渗硼剂 ， Φ为0.5～1mm 。本渗

剂经实验、⽣产验证：具有强度好，渗速快，能稳定获得基本单相组织，硼化层硬度可达HV1638 ～ 2200，渗剂经使⽤后

不结块，不粘⼯件，处理完的⼯件不⽤任何清洗；本剂具有⽆⽓味、⽆公害、操作⽅便、劳动条件好，渗剂可重复使⽤等特

点。

⼆、应⽤范围(1)渗硼温度：800～1000℃(加热温度按⼯艺要求⽽定)。

(2)渗硼加热时间：⼀般按材料性质和硼化层厚度要求⽽定。正常⼯艺为350 ℃ ， 4个⼩时。加热时间不包括渗箱 透热时间 ,

渗箱与⼯件的透热时间应视其体积⼤⼩⽽定。(3)渗硼材料：碳钢、结构钢、合⾦⼯具钢、轴承钢、不锈钢等。

三、使⽤⽅法(1)加热设备为常⽤的箱式炉、并式和马弗炉。

(2)渗硼箱⽤普通钢板或耐热不锈钢、抗氧化钢板制作。

(3)渗剂⽤量⼀般以填满渗箱为宜， 在渗箱底部撒5mm厚的渗剂，⼯件最好垂直放置 ，⼯件与⼯件及箱壁留有10 ～ 20mm

的间距，⾮⼯件⾯可⽤旧渗剂填充，以减少渗剂消耗。渗剂可重复使⽤，⼀般为旧渗剂50%+新渗剂50%。对⼯件要求⽆氧

化、⽆锈蚀斑点、⿇坑、污物，⽤酒精或汽油去油后凉⼲。最后⽤⽔玻璃调合粘⼟封箱。出炉或随炉冷⾄室温开箱；渗硼后

开箱直接淬⽕亦可。(4) 检查⽅法：⽤三钾试剂或硝酸酒精溶液腐蚀后，检查硼化层厚度及硬度。

四、注意事项(1)渗剂严禁受潮，受潮后须低温烘⼲后⽅可使⽤。

(2)⼯件严禁带油或酸、碱性物质装⼊渗箱，渗硼剂严禁与带油的物质接触，否则⼯件渗硼后易出现氧化⾊。

四、包 装 规 格

采⽤内双层塑料袋，外铁桶包装，50kg/桶。

电话：13506498608

金属热处理实验报告

题 目： 固体渗碳、渗硼

学 院： 化学材料与工程

专 业：

班 级：

学 号：

学生姓名 ：

指导教师 ： 一、实验目的

1、了解渗碳、渗硼的原理；

2、掌握碳钢的固体渗碳、渗硼工艺；

3、熟悉硬度试验机的基本原理和操作方法。

二、实验原理

渗碳处理包含3个基本过程。

1、分解：渗碳介质的分解产生活性碳原子；

2、吸附：活性碳原子被表面吸收后即溶到表层奥氏体中，使其含碳量增加；

3、扩散：表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差，碳原子向内部扩散。

碳在钢中的扩散速度主要取决于温度，亦与被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物，心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织。一般渗碳层深度范围为0.8～1.2毫米，深度渗碳时可达2毫米或更深。表面硬度可达HRC58～63，心部硬度为HRC30～42。渗碳淬火后，工件表面产生压应力，对提高工件的疲劳强度有利，被广泛用以提高零件强度、冲击韧性和耐磨性，借以延长零件的使用寿命。

渗硼处理是指将含硼介质中的硼原子通过加热、保温等过程渗入钢铁等合金件中的化学热处理工艺，工业上通常采用固体法和熔盐法。固体渗硼法采用粒状和粉末状介质，局部渗硼亦可采用膏剂处理，适用于几何形状复杂，包括带有小孔、螺纹和盲孔的零件，应用范围较广。含硼介质主要由供硼剂(B4C、B-Fe、硼粉)、催渗剂(NH4Cl、NH4F等)，以及调节活性、支承工件的填料(Al2O3、SiC、SiO2等)共同组成。渗硼处理可在650～1000℃进行，常用850～950℃；保温2～6h，不同钢种可获得50～200um深的渗硼层。活性低的渗硼剂形成仅可获得Fe、B单相层，而活性较高的渗硼剂可形成双相型(FeB+Fe2B)渗硼层；渗硼层硬度较高，可达到1300～1800HV，耐磨性比渗碳、淬火层高3倍以上，并具有很好的红硬性，在加热至700℃时仍能维持HV900以上的高硬度，渗硼层的耐蚀性与不锈钢相近。渗硼已用于处理热作模具、石油钻机牙轮、泥浆泵缸套、排污阀等器件，工程效果良好。

５４　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｈｏｔ　Ｗｏｒｋｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　２００２　Ｎｏ．４　

自保护膏剂渗硼及复合热处理对耐磨性的影响　

Ｓｅｌｆ—Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　Ｐａｓｔｙ　Ｂｏｒｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄ　Ｈｅａｔ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｗｅａｒ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　

晁拥军　，雷鹏　，柴占臣。　

（１．温州职业技术学院，浙江温州３２５０３５；２．国营七七七总厂，辽宁锦州１２１００１；　

３．锦州市劳动监察大队，辽宁锦州１２１００１）　

摘要：自保护膏剂渗硼后，进行不同温度复合热处理，表面高硬度的硼化组织与不同种类的基体组织结合，所表　

现出的耐磨性是不同的。　

关键词：自保护膏剂渗硼；复合热处理；耐磨性　

中图分类号：ＴＧＩ５６。８　７　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００１—３８１４（２００２）０４—００５４－０２　

常用的渗硼工艺有固体渗硼、气体渗硼、盐浴渗硼　

和盐浴电解渗硼等。但一般方法原材料价格昂贵，有的　

需专门设备处理，也不适于作局部渗硼处理。为此，本　

文探讨了自保护膏剂渗硼及复合处理后的耐磨性。　

１试验方法　

试样尺寸为１０×１０Ｘ　４０（ｍｍ），材质４０Ｃｒ钢，外面　

包覆渗剂涂层和保护层。渗剂涂层为８０目粉末状的　

Ｂ．Ｃ、ＫＢＦ．、Ｎａ　Ｂ．Ｏ　、ＮａＦ等按一定比例混匀，与水玻　

璃、纤维素等粘结剂混合；保护层材料为Ｆｅ粉、Ａｌ　Ｏ。　

混合，以硅溶胶为粘结剂。把渗剂与粘结剂调成有一定　

粘度的料浆，将试样清洗净油污后加热到１８０～２３０℃　

刷涂料浆于工件表面，靠试样的热量将其烘干，反复涂　

覆几次至涂层厚度至２～３　ｍｍ，再将保护层材料与粘结　

剂混至适当粘度粘结于渗剂涂层外，充分烘干后入箱并　

加填料（８０～１５０目的氧化铝、碳化硅等），以耐火土密　

封，入炉缓慢升温到６５０￣Ｃ均热，之后正常加热到渗硼温　

度（９１０±１０）℃保温５　ｈ，空冷。渗硼后再加热至　

鋁合金熱處理技術

熱處理的定義很廣，凡是人為控制之加熱與冷卻過程，用以改善材料之結構與性質者皆屬於熱處理，所以鑄錠在加工前成形中，或加工後以及鑄件所施之加熱及冷卻過程都叫熱處理，亦包含下式的處理：

(1) 浸熱(Soaking)，均質化處理(homogenizing)預熱—使鑄塊組織均質化而長時間加熱處理。

(2) 再熱(reheating)熱間加工，而加熱處理。

(3) Annealing退火-軟化材料。

(4) Solution heat treatment)溶體化處理，quenching淬火，回火(artificial aging 或

temper)—提高材料強度

(5) Stabilizing treatment安定化處理

鋁合金分為兩大類：

(1) Heat treatable alloy

(2) Non-heat treatable

熱處理鋁合金為2XXX，6XXX，7XXX或2XX.X，3XX.X，7XX.X，其區分是熱處理鋁合金如施以適當熱處理其內部結構發生一種相變化，產生細緻析出物，藉此種析出物，強化材料。這種現象叫析出硬化或時效硬化。

(Heat treatable alloy =precipitation-hardenable alloy)

非熱處理合金則無析出硬化現象(但也會有析出物)，故其強化作用通常借助一般的方法，如因溶體強化，加強化細晶強化。

(1) 鋁合金之特性

首先我們先討論鋁及其合金的特性來說明鋁及鋁合金為何大量的被運用。

(a) 輕~2.7Mg/m，差不多是同體積銅或鋼的1/3重量。

(b) 防腐蝕能力強。

(c) 可反射輻射能—可見光、輻射熱、電磁波。

(d) 導電及導熱能力強，且又是非鐵磁性。

(e) non-sparking

(f) 無毒性

(g) 外觀及表面易處理

(h) 機械性質良好