專利名稱:一種含結(jié)晶水硼砂固體滲硼方法
本發(fā)明屬于金屬化學(xué)熱處理。
目前國內(nèi)外所用的固體滲硼方法，其滲硼劑可以概括為兩大類，即1、B4C+KBF4+Sic2、硼鐵+KBF4+Al2O3(或sic、木炭)上述兩種滲硼方法的缺點(diǎn)是1)鋼在滲硼時(shí)，過渡層通常形成一富碳區(qū)，由于碳阻礙硼的擴(kuò)散，削弱了滲硼層與基體金屬的結(jié)合力，增加了滲硼層的脆性;2)由于滲硼劑中含有氟鹽，有毒污染環(huán)境;3)上述配方中的碳化硼與硼鐵的成本高，因而影響滲硼技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。
本發(fā)明做出以前，本發(fā)明人曾于1979年進(jìn)行了利用硼砂固體滲硼工藝研究，其滲硼劑的配方是Na2B4O7+Si+KBF4+石墨。Na2B4O7是不含結(jié)晶水的，配方中仍含有KBF4，有毒污染環(huán)境，于1981～1983年進(jìn)行了固體滲硼及過渡層含碳量控制途徑的研究，其配方是Na2B4O7+Si+Na2CO3+石墨。Na2B4O7仍是不含結(jié)晶水的，由于含有Na2CO3，過渡層碳的含量不易控制，并且有粘附作用。而且工藝處理過程中會(huì)產(chǎn)生有毒的CO污染環(huán)境。
本發(fā)明的目的是為了克服上述滲硼劑的缺點(diǎn)，提高滲硼層質(zhì)量，降低滲硼工藝成本，消除滲硼劑污染，發(fā)展?jié)B硼技術(shù)。
本發(fā)明的要點(diǎn)是所采用的滲硼劑的配方重量百分比為(8%～30%)含結(jié)晶水的硼砂+(3%～20%)硅+石墨(余量)。該含結(jié)晶水的硼砂使用前需在300～400℃烘干2小時(shí)，使之成為Na2B4O7· 1/5 H2O～Na2B4O7·2H2O。該工藝處理溫度為840～940℃，時(shí)間1～6小時(shí)。工件裝箱前先去污除油，裝箱方法與固體滲碳方法相同。本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)是利用硼砂中的氧化性介質(zhì)，使鋼在滲硼過程中具有脫碳-滲硼的特性。這一技術(shù)特點(diǎn)對碳鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼滲硼可獲得280～500μm以上的梳齒狀Fe2B單相滲層，以及不同碳含量的過渡層組織，對Cr12MoV、W18Cr4V、O12Al等多種高合金工具鋼也可獲得齒狀的Fe2B單相滲硼層。而且本發(fā)明所采用的滲硼劑不用氟化物催滲劑，滲硼劑無毒不污染環(huán)境。本發(fā)明對于提高滲硼層的質(zhì)量，降低滲硼工藝成本，發(fā)展?jié)B硼技術(shù)的應(yīng)用具有積極意義。
實(shí)施例試件材料為45＃鋼，采用的滲硼劑的配方重量百分比是17%含結(jié)晶水的硼砂+13%硅+石墨(余量)。其中含結(jié)晶水的硼砂是工業(yè)純，經(jīng)過400℃，2小時(shí)脫水，粒度為140目;硅是98%結(jié)晶硅，粒度為200目;石墨是粒度為＜30μm的化學(xué)純或工業(yè)純。滲硼溫度為900℃，時(shí)間為5小時(shí)。處理后可獲得135～150μm梳齒狀的Fe2B單相滲硼層，其硬度VH100g1400～1450;表面光潔度5～7;過渡層組織是鐵素體+珠光體。
權(quán)利要求
1.一種固體滲硼方法，其特征在于該方法使用的滲硼劑配方的重量百分比是(18%～30%)含結(jié)晶水的硼砂+(3%～20%)硅+石墨(余量)。
2.按照權(quán)利要求
1所述的固體滲硼方法，其特征在于該滲硼劑中含結(jié)晶水的硼砂為Na2B4O7· 1/5 H2O～Na2B4O7·2H2O。
3.按照權(quán)利要求
1、2所述的固體滲硼方法，其特征在于該方法的處理溫度在840℃～940℃，時(shí)間1～6小時(shí)。
專利摘要
一種含結(jié)晶水硼砂固體滲硼方法，其屬于金屬化學(xué)熱處理。該方法所使用的滲硼劑的配方的重量百分比是(18％～30％)含結(jié)晶水的硼砂+(3％～20％)硅+石墨(余量)，該方法提高了滲硼層的質(zhì)量，降低了滲硼工藝成本，消除了原滲硼劑有毒污染環(huán)境問題，對于碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼以及多種高合金工具鋼的滲硼化學(xué)熱處理均有很好的效果。
文檔編號C23C8/00GK85103890SQ85103890
公開日1986年7月23日 申請日期1985年5月7日
發(fā)明者吳仕式, 江壁淮, 彭列明, 凌碧軍, 陳康年 申請人:華南工學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan