專利名稱：硼釩共滲劑及其工藝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工裝模具領域，是一種硼釩共滲劑及其工藝方法。
目前國內較先進的工裝模具曾采用滲硼工藝，但由于滲硼是生成間隙化合物，相變反應擴散形成Fe2B、FeB，其本身脆性大，F(xiàn)eB、Fe2B二相的比容與膨脹不同;硼是擴大奧氏體區(qū)，使共析點朝左下方移動，相變點下降，淬火時硼的化合物不發(fā)生相變，基體要產(chǎn)生相變，過渡區(qū)由于有微量硼的存在，冷卻相變時定先于基體，造成表面承受較大的拉應力，促使了硼化物的脆性增大，淬火工藝復雜，難度大，稍有不當就會產(chǎn)生裂紋，使用時易脫落，同時單一滲硼，工件尺寸脹大量大，增加了磨削的困難。
本發(fā)明的目的是為了選擇較為理想的表面強化工藝，而研制的球粒狀硼釩共滲劑。
本發(fā)明的組成為1.供給劑B4C 5～6%，V2O35～8%(也可用釩鐵粉35～40%代)2.活化劑KBF43～4%，NaF 1%(也可用NH4Cl 1%代)3.填充劑余量為SiC4.淀粉劑淀粉或糖漿將上述1、2、3種材料均勻混合后再加糊狀粘結劑攪拌制成球粒狀共滲劑，制粒后烘干，再裝包待用。
固相硼釩共滲是將硼與釩的混合物+活化劑+填充料+粘結劑，制成球粒狀共滲劑，將工件置于填滿滲劑箱內，密封加熱、保溫，使金屬表面同時滲入硼與釩的一種化學熱處理方法。
使用硼釩共滲，工件的硬度提高，耐磨性高于單一滲硼，滲層與基體結合牢固、脆性小，韌性好，滲層不易脫落，工件表面潔凈，無粘結，無腐蝕，且具有較好的耐蝕性，熱穩(wěn)定性。
硼釩共滲不受鋼種限制，在冷熱模具上使用效果能成倍的高于滲硼。
硼釩共滲層與基體結合牢固，是因釩與鐵的原子晶格類型相同，原子半徑相近(Fe為1.24A°，V為1.31A°)，釩溶于奧氏體形成置換固溶體。共滲的結果，發(fā)揮了滲硼、滲釩的優(yōu)勢而避免了各自的不足。硼釩共滲工藝穩(wěn)定、方法簡單，可重復使用，且共滲劑可制成商品流動出售。
硼釩共滲工藝方法工藝程序工件除油清洗-烘干-裝箱-密封-烘干-補漏-裝爐-共滲-淬回火-噴丸。
1.待滲件去銹，用汽油清洗、烘干或自然干燥。
2.裝箱工件之間、工件與箱壁之間，應留有5～10mm的間距，然后加蓋密封，如附圖
所示。
如附圖所示，箱體〔1〕用低碳鋼板或不銹鋼焊成。密封材料〔2〕用耐火泥+水玻璃拌勻封蓋，共滲劑〔3〕置于箱體〔1〕內的工件〔4〕之間，密封后用低溫烘干，溫度高了會開裂，如開裂還要再次用較稀的耐火泥水玻璃泥漿補漏，最好是自然干燥。
3.加熱在箱式爐、井式爐、燃料爐中均可。裝爐溫度可隨爐升溫，亦可在600～700℃裝爐，對薄板件變形要求＜20μm的應用600℃±20消除應力或在550℃±20停留1～2小時，再升溫至930～960℃，保溫3～5小時。
4.冷卻保溫結束后，對于高、中碳鋼，合金鋼，應在該鋼種的Ar1點以下20～40℃等溫停留1-3小時，再出爐空冷或作細化晶粒處理，為再次熱處理作組織準備。
5.共滲后的熱處理硼釩共滲后的熱處理，應根據(jù)工件的服役條件和失效特點而定。承受中等以上載荷的模具，要重新加熱淬、回火。受力不大的薄板件、耐磨件、噴丸后可直接裝配使用。
共滲件的加熱淬火，須在充分脫氧的中性鹽浴爐中加熱，最好在真空爐中進行。淬火加熱溫度取常規(guī)溫度的下限，淬火冷卻用150℃左右的熱油或硝浴分級，等溫均可。
淬火后的回火，可用低溫回火。工具鋼為了提高韌性，回火溫度可比常規(guī)回火溫度提高一些。為改善心部韌性，亦可采用中、高溫回火。
權利要求
1.一種硼釩共滲劑及其工藝方法，其特征在于硼釩共滲劑的組成為供給劑B4C5～6%、V2O56～8%(也可用釩鐵粉35～40%代)，活化劑KBF43～4%，NaF1%(也可用NH4Cl1%代)填充劑余量為SiC，粘結劑，淀粉或糖漿，且將上述1、2、3種材料均勻混合后再加糊狀粘結劑攪拌制成球粒狀共滲劑，制粒后烘干，再裝包待用。
2.一種硼釩共滲劑及其工藝方法，其特征在于硼釩共滲工藝方法的工藝程序為工件除油清洗→烘干→裝箱→密封→烘干→補漏→裝爐→共滲→回火→噴丸。(1)待滲件去銹，用汽油清洗，烘干或自然干燥;(2)裝箱工件之間，工件與箱壁之間，應留有5～10mm的間距，然后加蓋密封;箱體〔1〕用低碳鋼板或不銹鋼焊成，密封材料〔2〕用耐火泥+水玻璃拌勻封蓋，共滲劑〔3〕置入箱體〔1〕內的工件〔4〕之間，密封后低溫烘干，若開裂則再次用較稀的耐火泥水玻璃泥漿補漏，或自然干燥;(3)加熱在箱式爐、井式爐、燃料爐中均可，裝爐溫度可隨爐升溫，亦可在600～700℃裝爐，對薄板件，變形要求＜20μm的應用600℃±20消除應力或在550℃±20停留1～2小時，再升溫至930～960℃，保溫3～5小時;(4)冷卻保溫結束后，對高、中碳鋼、合金鋼，應在該鋼種的Ar1點以下20～40℃等溫停留1～3小時，再出爐空冷，或作細化晶粒處理，為再次熱處理作組織準備;(5)共滲后的熱處理硼釩共滲后的熱處理，應根據(jù)工件的服役條件和失效特點而定，承受中等以上載荷的模具，要重新加熱淬，回火，受力不大的薄板件，耐磨板件、耐磨件，噴丸后可直接裝配應用;共滲件的加熱淬火，須在充分脫氧的中性鹽溶爐中加熱，最好在真空爐中進行，淬火加熱溫度取常規(guī)溫度的下限，淬火冷卻用150℃左右的熱油，或硝溶分級，等溫均可;淬火后的回火，可用低溫回火，工具鋼為提高其韌性，回火溫度可比常規(guī)回火溫度提高一些，為改善心部韌性，亦可采用中、高溫回火。
全文摘要
固相硼釩共滲是將硼與釩的混合物+活化劑+填充料+粘結劑，制成球粒狀共滲劑，將工件置于填滿共滲劑箱內，密封加熱，保溫，使金屬表面同時滲入硼與釩的一種化學熱處理方法。共滲后，表面硬度極高，工作的耐磨性高于單一滲硼，滲層與基體結合牢固，脆性小，韌性好，滲層不易脫落，工件表面潔凈，無粘結、無腐蝕，且具有較好的耐蝕性、熱穩(wěn)定性，降低了硼化物層的脆性，全面提高了滲層的物理——機械性能。
文檔編號C23C8/70GK1045426SQ8910567
公開日1990年9月19日 申請日期1989年3月6日 優(yōu)先權日1989年3月6日
發(fā)明者廖平凡, 王春陽 申請人:湖南電位器總廠