熱處理原理與工藝 作者 趙乃勤 第11章 化學(xué)熱處(課堂PPT)

1、第11章化學(xué)熱處理,11.1化學(xué)熱處理分類及基本過(guò)程11.2表面滲碳2,311.3表面滲氮2,5,611.4表面碳氮共滲11.5滲硼2,5711.6表面滲金屬79,在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)：http:/,教材其余課件及動(dòng)畫素材請(qǐng)查閱在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng),QQ:349134187 或者直接輸入下面地址：,http:/,11.1化學(xué)熱處理分類及基本過(guò)程,圖11-1化學(xué)熱處理的分,11.2表面滲碳2,3,我們知道，高碳鋼通過(guò)淬火和低溫回火可以得到高的硬度和高的耐磨性，但脆性大、沖擊韌性低；低碳鋼通過(guò)淬火和低溫回火可以得到很好的強(qiáng)度、塑性和韌性，但硬度不高、耐磨性能低。如果一個(gè)工件表層有高的含碳量，而心部的含碳量又較

2、低，則通過(guò)淬火加低溫回火，就可以獲得具有高硬度和高耐磨性的表面，而心部又具有強(qiáng)而韌的性能，使它可以適應(yīng)承受復(fù)雜應(yīng)力所提出的要求。,11.2.1滲碳的目的、分類及應(yīng)用,(1)固體滲碳法 (2)液體滲碳法 (3)氣體滲碳法,(1)固體滲碳法,固體滲碳法是把滲碳工件裝入有固體滲劑的密封箱內(nèi)(一般采用黃泥或耐火粘土密封)，在滲碳溫度加熱滲碳。,(2)液體滲碳法,液體滲碳是在能析出活性碳原子的鹽浴中進(jìn)行的滲碳方法。,(3)氣體滲碳法,氣體滲碳是工件在氣體介質(zhì)中進(jìn)行滲碳的方法。,11.2.2滲碳劑及滲碳化學(xué)反應(yīng),滲碳劑是提供活性碳原子的化學(xué)介質(zhì)。常用的氣體滲碳劑有兩大類：一類是碳?xì)浠衔镉袡C(jī)液體，如煤油、

3、苯和丙酮等，在滲碳爐內(nèi)的高溫下發(fā)生熱分解，析出活性碳原子；另一類是氣態(tài)的，如吸熱式保護(hù)氣、城市煤氣等。,11.2.3典型的氣體滲碳方法簡(jiǎn)介,1.滴注式可控氣氛滲碳22.吸熱式滲碳?xì)夥諠B碳,1.滴注式可控氣氛滲碳2,圖11-2甲醇與各種滲碳劑的混合比對(duì)爐氣CO含量的影響1甲醇+醋酸甲酯2甲醇+醋酸乙酯或甲醇+醋酸甲酯+丙酮3甲醇+異丙醇+水(異丙醇水=103)4甲醇+丙酮5甲醇+異丙醇,2.吸熱式滲碳?xì)夥諠B碳,吸熱式氣氛是將可燃性原料氣，如丙烷、丁烷、天然氣等碳?xì)浠衔锱c較少的空氣混合后，通入裝有觸媒劑的爐膛中，在觸媒劑的作用下，并借助外加熱，使混合氣在9501050的條件下進(jìn)行反應(yīng)，用這種方法

4、制備的氣氛稱為吸熱式氣氛。以丙烷氣為例，空氣與丙烷氣之比為7.21。吸熱式氣氛成分穩(wěn)定，主要成分為CO、H2和N2，具有強(qiáng)的還原性和滲碳能力，是強(qiáng)滲碳?xì)夥铡?11.2.4滲碳工藝過(guò)程,1.滲碳前的熱處理2.滲碳前的準(zhǔn)備3.滲碳過(guò)程的工藝操作4.滲碳后的熱處理25.滲碳件的質(zhì)量檢查,1.滲碳前的熱處理,表11-1常見滲碳鋼件的預(yù)備熱處理工藝,1.滲碳前的熱處理,表11-1常見滲碳鋼件的預(yù)備熱處理工藝,2.滲碳前的準(zhǔn)備,設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的檢查 滲碳件表面狀態(tài)的準(zhǔn)備,(1) 設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的檢查,包括滲碳爐罐的密封性，電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常，滲碳劑供應(yīng)系統(tǒng)如管道、滴嘴是否暢通，供應(yīng)箱里的滲碳劑數(shù)量能否滿足滲碳

5、過(guò)程之用，冷卻系統(tǒng)能否正常工作，檢測(cè)儀表是否正常(包括爐氣、爐溫、爐壓儀表)，爐子是否定期進(jìn)行清掃等，這些工作都應(yīng)一一進(jìn)行詳細(xì)檢查。,(2) 滲碳件表面狀態(tài)的準(zhǔn)備,主要包括以下幾個(gè)方面： 1) 關(guān)于非滲碳面問(wèn)題。2) 滲碳件的表面檢查。,3.滲碳過(guò)程的工藝操作,圖11-320CrMnTi鋼滴注式可控氣氛滲碳工藝曲線,4.滲碳后的熱處理2,(1)滲碳后熱處理的目的 (2)滲碳后的熱處理工藝,(1)滲碳后熱處理的目的,滲碳只能改變零件表面的化學(xué)成分，使表層具有高碳鋼(對(duì)碳鋼而言)或高碳合金鋼(對(duì)合金鋼而言)在正火或退火后所得的組織和性能，因而其硬度、耐磨及抗疲勞等性能都很低。,(2)滲碳后的熱處理

6、工藝,1)直接淬火法。2)一次淬火法。3)二次淬火法。,圖11-4滲碳后直接淬火工藝曲線,圖11-5Fe-C相圖一部分，滲層和心部淬火溫度,圖11-6滲碳后一次淬火的工藝曲線,圖11-7滲碳后兩次淬火工藝曲線,圖11-8碳素鋼滲碳后滲層的碳含量分布及滲層組織示意圖a)碳含量分布曲線b)淬火組織示意圖c)滲層中殘留奧氏體量d)滲層硬度,5.滲碳件的質(zhì)量檢查,滲碳件的質(zhì)量檢查一般包括：滲碳鋼原材料檢查；滲層質(zhì)量檢查，包括滲層深度、滲層碳含量，碳化物、殘留奧氏體及馬氏體級(jí)別的評(píng)定；滲碳件心部游離鐵素體級(jí)別的評(píng)定；滲層和心部硬度的檢查；滲碳件變形量的檢查和表面氧化、脫碳以及軟點(diǎn)檢查。,11.2.5滲碳

7、后鋼的組織與性能2,1.滲碳層的組織2.滲碳件組織對(duì)性能的影響3.鋼中合金元素對(duì)滲碳組織和性能的影響,1.滲碳層的組織,圖11-9低碳鋼滲碳緩冷后從表層到心部的組500,1.滲碳層的組織,圖11-1010鋼經(jīng)滲碳、淬火、回火后表層、過(guò)渡區(qū)及心部的組織形貌(500,1.滲碳層的組織,圖11-1118CrMnTi鋼和20鋼920滲碳6h直接淬火后的滲層成分、組織及硬度a)滲層奧氏體中碳含量的分布b)滲層中殘留奧氏體量c)滲層硬度分布,2.滲碳件組織對(duì)性能的影響,(1)滲層碳化物(2)殘留奧氏體(3)心部組織對(duì)滲碳件性能的影響(4) 滲碳層與心部的匹配對(duì)滲碳件性能的影響,(1)滲層碳化物,滲層中的碳

8、化物可以顯著提高零件的耐磨性和抗咬合能力。,(2)殘留奧氏體,鋼中的碳及大多數(shù)合金元素均顯著降低其馬氏體轉(zhuǎn)變溫度，因而滲碳層，尤其是合金鋼零件的滲碳層，淬火后往往有較多的殘留奧氏體。,(3)心部組織對(duì)滲碳件性能的影響,滲碳零件的心部組織對(duì)滲碳件性能有著重大影響。,(4) 滲碳層與心部的匹配對(duì)滲碳件性能的影響,圖11-12滲碳層深度對(duì)齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的影響,3.鋼中合金元素對(duì)滲碳組織和性能的影響,鋼中的合金元素一般分為兩種類型，一類是不能形成碳化物的元素，如Si、Ni、A1、Cu等；一類是能形成碳化物的元素,其強(qiáng)弱順序大致如下：Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe。,11.2.6滲碳缺

9、陷及控制,1.黑色組織2.反常組織3. 粗大網(wǎng)狀碳化物組織4.滲碳層深度不均勻5.表層貧碳或脫碳6.表面腐蝕和氧化,1.黑色組織,在含Cr、Mn及Si等合金元素的滲碳鋼滲碳淬火后，在滲碳層表面組織中出現(xiàn)沿晶界呈斷續(xù)網(wǎng)狀的黑色組織。出現(xiàn)這種黑色組織的原因，可能是由于滲碳介質(zhì)中的氧向晶界擴(kuò)散，形成Cr、Mn和Si等元素的氧化物，即“內(nèi)氧化”；也可能是由于合金元素的優(yōu)先氧化使晶界上及晶界附近的合金元素貧化，淬透性降低，致使淬火后出現(xiàn)非馬氏體組織。,2.反常組織,這種組織的特征是在先共析滲碳體周圍出現(xiàn)鐵素體層，常在含氧量較高(如沸騰鋼)的鋼在固體滲碳時(shí)看到。具有反常組織的鋼經(jīng)淬火后易出現(xiàn)軟點(diǎn)。補(bǔ)救辦法

10、是適當(dāng)提高淬火溫度或適當(dāng)延長(zhǎng)淬火加熱的保溫時(shí)間，使奧氏體均勻化，并采用較快的淬火冷卻速度。,3. 粗大網(wǎng)狀碳化物組織,這種情況如圖11-13所示。其形成原因可能是由于滲碳劑活性太大、滲碳階段溫度過(guò)高、擴(kuò)散階段溫度過(guò)低及滲碳時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的。預(yù)防補(bǔ)救的辦法是分析其原因，采取相應(yīng)措施。對(duì)已出現(xiàn)粗大網(wǎng)狀碳化物的零件，可以進(jìn)行溫度高于Accm的高溫淬火或正火。,4.滲碳層深度不均勻,滲碳層深度不均勻的形成原因很多，可能是由于原材料中帶狀組織嚴(yán)重，也可能是由于滲碳件表面局部結(jié)焦或沉積炭黑、爐氣循環(huán)不均勻、零件表面有氧化膜或不干凈、爐溫不均勻、零件在爐內(nèi)放置不當(dāng)?shù)仍蛩斐?。?yīng)分析其具體原因，采取相應(yīng)的預(yù)防

11、措施。,5.表層貧碳或脫碳,圖11-13滲碳后齒輪表面和齒尖處的粗大網(wǎng)狀碳化,5.表層貧碳或脫碳,圖11-14滲碳后表面形成一層全脫碳,6.表面腐蝕和氧化,滲碳劑不純，含雜質(zhì)多，如硫或硫酸鹽的含量高，液體滲碳后零件表面粘有殘鹽，均會(huì)引起腐蝕。滲碳后零件出爐溫度過(guò)高，等溫鹽浴或淬火加熱鹽浴脫氧不良，都可引起表面氧化，應(yīng)仔細(xì)控制滲碳劑的鹽浴成分，并對(duì)零件表面及時(shí)清洗。,11.3.1滲氮的特點(diǎn),滲氮(氮化)是將氮滲入鋼件表面，從而提高其硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度的一種化學(xué)熱處理方法。滲氮的發(fā)展雖比滲碳晚，但卻得到了廣泛應(yīng)用，這是因?yàn)樗哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：滲氮可以獲得比滲碳更高的表面硬度和耐磨性，鋼滲氮后的表面

12、硬度可以高達(dá)9501200HV (相當(dāng)于6572HRC)，而且到600仍可維持相當(dāng)高的硬度(即熱硬性)；滲氮還可獲得比滲碳更高的彎曲疲勞強(qiáng)度；由于滲氮溫度較低(500570之間)，故變形很??；滲氮也可以提高工件的耐蝕性能。但是，滲氮的缺點(diǎn)是工藝過(guò)程較長(zhǎng)，滲層也較薄，不能承受太大的接觸應(yīng)力。目前除了鋼以外，其它如鈦、鉬等難熔金屬及其合金也廣泛地采用滲氮工藝。,11.3.2鋼的滲氮原理,1.Fe-N相圖2.滲氮介質(zhì)的分解反應(yīng),1.Fe-N相圖,（1）相 (2) 相 (3) 相 (4) 相 (5)相,(1) 相,圖11-15Fe-N相圖,(2) 相,氮在-Fe中的間隙固溶體為面心立方結(jié)構(gòu)，存在于共析

13、溫度590以上。,(3) 相,以氮化物Fe4N為基的固溶體存在于(6805)以下，氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.76.1。,(4) 相,含氮范圍很寬的化合物。,(5)相,是以Fe2N化合物為基的固溶體，氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在11.00%11.35%之間變化，是目前已經(jīng)知道的含氮量最高的鐵氮化合物。,2.滲氮介質(zhì)的分解反應(yīng),滲氮與滲碳一樣，也分為三個(gè)過(guò)程分解、吸收和擴(kuò)散，即滲氮介質(zhì)的分解、活性氮原子被工件表面所吸收和氮原子向鋼件內(nèi)部的擴(kuò)散。在自然界，特別是空氣中存在大量的氮?dú)?，這種分子態(tài)的氮很穩(wěn)定，不易分解。在滲氮溫度范圍內(nèi)幾乎不會(huì)分解成活性氮原子，故不能被鋼件所吸收。,11.3.3鋼的氣體滲氮工藝過(guò)程,1.滲氮前

14、的熱處理2.滲氮前的準(zhǔn)備3.滲氮過(guò)程的工藝操作4. 滲氮件的質(zhì)量檢查,1.滲氮前的熱處理,(1) 結(jié)構(gòu)鋼滲氮前的調(diào)質(zhì)處理(2) 模具、量具及刃具滲氮前的預(yù)備熱處理(3)鑄鐵件滲氮前的熱處理,(1) 結(jié)構(gòu)鋼滲氮前的調(diào)質(zhì)處理,表11-2常用鋼滲氮前的調(diào)質(zhì)規(guī)范,(1) 結(jié)構(gòu)鋼滲氮前的調(diào)質(zhì)處理,表11-2常用鋼滲氮前的調(diào)質(zhì)規(guī)范,(2) 模具、量具及刃具滲氮前的預(yù)備熱處理,表11-3常用模具、量具及刃具鋼滲氮前的熱處理規(guī)范,(2) 模具、量具及刃具滲氮前的預(yù)備熱處理,表11-3常用模具、量具及刃具鋼滲氮前的熱處理規(guī)范,(2) 模具、量具及刃具滲氮前的預(yù)備熱處理,表11-3常用模具、量具及刃具鋼滲氮前的熱

15、處理規(guī)范,(2) 模具、量具及刃具滲氮前的預(yù)備熱處理,表11-3常用模具、量具及刃具鋼滲氮前的熱處理規(guī)范,(2) 模具、量具及刃具滲氮前的預(yù)備熱處理,表11-3常用模具、量具及刃具鋼滲氮前的熱處理規(guī)范,(3)鑄鐵件滲氮前的熱處理,滲氮鑄鐵件宜選用合金鑄鐵制造，常用的有銅鉻鉬合金鑄鐵，以保證滲氮層的高硬度、耐磨性和抗咬合性能。,2.滲氮前的準(zhǔn)備,零件的非滲氮面應(yīng)采用鍍層(鍍銅、鍍錫等)或涂層加以保護(hù)。鍍層或涂層必須達(dá)到要求的厚度才能獲得好的保護(hù)效果。保護(hù)涂層可選用水玻璃或水玻璃+石墨混合物(石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20%)。滲氮零件表面應(yīng)清洗干凈，用噴砂方法清除銹斑，用汽油和四氯化碳清除油污。清理干凈

16、的零件應(yīng)盡快裝爐滲氮，以防零件表面重新生銹或污染。,3.滲氮過(guò)程的工藝操作,圖11-16滲氮層脆性評(píng)級(jí)圖,4. 滲氮件的質(zhì)量檢查,滲氮零件的質(zhì)量檢查包括滲氮層深度、表面硬度、脆性、顯微組織、變形及表面狀態(tài)等。 滲氮層的脆性檢測(cè)一般采用維氏硬度計(jì)，在滲氮層的拋光表面壓出壓痕，通過(guò)觀察壓痕的完整性對(duì)滲氮層脆性進(jìn)行評(píng)定。脆性等級(jí)共分、四級(jí)， 圖11-16所示為滲氮層的脆性等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。,11.3.4滲氮工藝方法,1.強(qiáng)化滲氮22.耐腐蝕滲氮,1.強(qiáng)化滲氮2,(1)等溫滲氮(2)兩段滲氮(3)三段滲氮,(1)等溫滲氮,圖11-1738CrMoAlA鋼制磨床主軸等溫滲氮工藝,(2)兩段滲氮,等溫滲氮最大的缺

17、點(diǎn)是需要很長(zhǎng)時(shí)間，生產(chǎn)率低。,(3)三段滲氮,圖11-1838CrMoAlA鋼兩段滲氮工藝,(3)三段滲氮,圖11-1938CrMoAlA鋼三段滲氮工藝,2.耐腐蝕滲氮,表11-4耐腐蝕滲氮工藝,11.3.5滲氮層的組織和性能2,圖11-2038CrMoAl鋼調(diào)質(zhì)后氣體滲氮的截面組織(400,11.3.5滲氮層的組織和性能2,圖11-21在500590溫度范圍內(nèi)進(jìn)行氮化時(shí)氮化層組織和濃度變化示意圖a)氮化后快冷所得的組織(氮化溫度時(shí)組織)b)氮化層氮濃度梯度曲線c)氮化后緩冷后的組織(相中氮濃度較低時(shí))d)氮化后緩冷后的組織(相中氮濃度很高時(shí)),11.3.6合金元素對(duì)滲氮層組織和性能的影響,(

18、1) 溶解于鐵素體并改變氮在相中的溶解度(2)與基體鐵形成鐵和合金元素的氮化物(Fe,M)3N、(Fe,M)4N等(3)形成合金氮化物,(1) 溶解于鐵素體并改變氮在相中的溶解度,過(guò)渡族元素鎢、鉬、鉻、鈦、釩及少量的鋯和鈮，可溶于鐵素體中，提高氮在相中的溶解度。,(2)與基體鐵形成鐵和合金元素的氮化物(Fe,M)3N、(Fe,M)4N等,例如，含鈦量較高的鐵素體進(jìn)行滲氮時(shí)，在擴(kuò)散層中可形成大量的相(Fe,Ti)4N。,(3)形成合金氮化物,在鋼中，只有部分合金元素能形成氮化物，這些元素為過(guò)渡族金屬，它們的次外層d亞層的電子充填程度低于鐵。,11.3.7離子滲氮,1.離子滲氮的原理2.離子滲氮的

19、特點(diǎn),11.3.7離子滲氮,圖11-22離子滲氮裝置示意圖,1.離子滲氮的原理,離子滲氮裝置如圖11-22所示。 在進(jìn)行離子滲氮時(shí)，工件被置于充有氮、氫混合氣體的真空容器中，氣體的壓力為13.31333Pa。當(dāng)以零件作為陰極，容器壁作為陽(yáng)極(或另設(shè)合適的陽(yáng)極)，并在其間加以500V左右的直流電壓時(shí)，容器中稀薄的氣體便會(huì)被電離，并在零件上產(chǎn)生輝光放電現(xiàn)象。,2.離子滲氮的特點(diǎn),圖11-2338CrMoAl鋼調(diào)質(zhì)后離子滲氮的截面組織(400,11.4表面碳氮共滲,在鋼的表面同時(shí)滲入碳和氮的化學(xué)熱處理工藝稱為碳氮共滲。碳氮共滲可以在氣體介質(zhì)中進(jìn)行，也可以在液體介質(zhì)中進(jìn)行。因?yàn)橐后w介質(zhì)的主要成分是氰鹽

20、，故液體碳氮共滲又稱為氰化。,11.4.1碳氮共滲介質(zhì)的熱分解反應(yīng)及相互作用,液體碳?xì)浠衔餆岱纸獾漠a(chǎn)物以及各種氣態(tài)滲碳劑，其中都包含有一氧化碳和甲烷兩種成分，當(dāng)它們?cè)诟邷叵屡c鋼件表面接觸時(shí)，分解析出活性碳原子COC+CO2(11-8) CH4C+2H2(11-9)氨氣分解析出活性氮原子2NH32N+3H2 (11-10)在碳氮共滲爐中，氨氣還同滲碳?xì)怏w相互作用產(chǎn)生氫氰酸NH3+COHCN+H2O(11-11) NH3+CH4HCN+3H2(11-12)氫氰酸是一種化學(xué)性質(zhì)較活潑的物質(zhì)，進(jìn)一步分解析出碳、氮活性原子，促進(jìn)滲入過(guò)程2HCNH2+2C+2N (11-13)11.4.2中溫氣體碳氮共

21、滲,11.4.2中溫氣體碳氮共滲,1.共滲介質(zhì)2.共滲溫度3.碳氮共滲后的熱處理4.碳氮共滲層的組織與性能,1.共滲介質(zhì),目前常用的共滲介質(zhì)有兩大類：含2%10(體積分?jǐn)?shù))氨氣的滲碳?xì)怏w；含碳氮的有機(jī)液體。 第一種介質(zhì)可用于連續(xù)式作業(yè)爐，也可用于周期式作業(yè)爐。在用周期式作業(yè)爐進(jìn)行碳氮共滲時(shí)，除了可引入普通滲碳?xì)怏w外，也可像滴注式氣體滲碳一樣滴入液體滲碳劑，如煤油、苯，丙酮等。第二種介質(zhì)主要用于滴注法氣體碳氮共滲。,2.共滲溫度,中溫氣體碳氮共滲溫度一般選在該種鋼的Ac3點(diǎn)以上且接近于Ac3點(diǎn)的溫度。若溫度過(guò)高，滲層中氮含量急劇降低，其滲層與滲碳相近，且溫度提高，工件變形增大，因此失去碳氮共滲的

22、意義。一般碳氮共滲溫度根據(jù)鋼種及使用性能不同，選在820880之間。,3.碳氮共滲后的熱處理,中溫碳氮共滲比滲碳溫度低，一般共滲后都采用直接淬火。因?yàn)榈臐B入，使過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性提高，故可采用冷卻能力較弱的淬火介質(zhì)，但同時(shí)應(yīng)考慮心部材料的淬透性。碳氮共滲淬火后采用低溫回火。,4.碳氮共滲層的組織與性能,圖11-2445鋼碳氮共滲的組織照片(500,11.4.3氮碳共滲(軟氮化),1.氮碳共滲的組織和性能2.氮碳共滲工件常見缺陷及防止措施,1.氮碳共滲的組織和性能,圖11-2545鋼軟氮化后的組織照片(500,2.氮碳共滲工件常見缺陷及防止措施,(1)軟氮化層深度不夠(2)表面疏松 (3)表面花

23、斑(4)表面銹蝕,(1)軟氮化層深度不夠,軟氮化處理溫度過(guò)低或時(shí)間不足，介質(zhì)濃度低或供應(yīng)量少，以及鹽浴老化等，均可能導(dǎo)致層深不夠或化合物層不連續(xù)。,(2)表面疏松,軟氮化氣氛或鹽浴濃度過(guò)高，軟氮化溫度高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，均易導(dǎo)致在化合物層中出現(xiàn)疏松，其特征是在表面附近出現(xiàn)空洞。,(3)表面花斑,如果處理前表面質(zhì)量不佳(有銹斑、氧化皮、嚴(yán)重油污等)，或處理時(shí)工件相互重疊，以及與爐壁接觸等，都能導(dǎo)致表面產(chǎn)生花斑。,(4)表面銹蝕,鹽浴軟氮化的零件如清洗不凈，會(huì)很快出現(xiàn)表面銹蝕。,11.5滲硼2,57,圖11-26Fe-B合金相圖,11.5.1滲硼層的組織,圖11-2745鋼滲硼組織照片(500,11.5

24、.2滲硼層的性能,(1)高的硬度(2)高的熱硬性 (3)良好的耐蝕性,(1)高的硬度,碳鋼滲硼后表面硬度可達(dá)14002300HV，因而耐磨性極高，是一般化學(xué)熱處理難以達(dá)到的。,(2)高的熱硬性,由于滲硼層穩(wěn)定性好，在800以下能保持高的硬度。,(3)良好的耐蝕性,硼化物層在600以下抗氧化性好，對(duì)鹽酸、硫酸、磷酸及堿具有良好的耐蝕性，但不耐硝酸腐蝕。,11.5.3常用滲硼方法,1.固體滲硼法2. 鹽浴滲硼,1.固體滲硼法,目前最常用的是采用下列配方的粉末滲硼法：5KBF4+5B4C+90%SiC+Mn-Fe。把這些物質(zhì)的粉末和勻，裝入耐熱鋼板焊成的箱內(nèi)，工件以一定的間隔(2030mm)埋入滲劑

25、內(nèi)，蓋上箱蓋，在9001000保溫15h后，出爐隨箱冷卻。 滲硼的反應(yīng)式為B4C+3SiC+3O24B+2Si+SiO2+4CO(11-14)由于固體滲硼法無(wú)需特殊設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，工件表面清潔，已逐漸成為最有前途的滲硼方法。,2. 鹽浴滲硼,常用硼砂作為滲硼劑和加熱劑，再加入一定的還原劑，如SiC，以分解出活性硼原子。為了增加熔融硼砂浴的流動(dòng)性，還可加入氯化鈉、氯化鋇或鹽酸鹽等助熔鹽類。,11.5.4滲硼前處理和滲硼后熱處理,工件滲硼前應(yīng)進(jìn)行精加工和消除應(yīng)力處理，以避免滲層不勻和滲硼后工件變形。此外，還應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行清洗。 工件滲硼后往往還要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以獲得足夠的心部強(qiáng)度。調(diào)質(zhì)處理時(shí)，淬火加熱和回火均應(yīng)在保護(hù)氣氛或中性鹽浴中進(jìn)行。因?yàn)闈B硼層容易出現(xiàn)裂紋和崩落，這就要求盡可能采用緩和的冷卻方法，如淬火冷卻最好在不同溫度的油中、空氣中或鹽浴中進(jìn)行，而且淬火后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行回火。由于硼化物不發(fā)生相變，因此調(diào)質(zhì)對(duì)滲硼化合物層的性能沒有影響。,11.6表面滲金屬79,雖然工業(yè)產(chǎn)品對(duì)某些機(jī)械