表面處理第六、七講熱擴滲

1、6.1 熱擴滲技術(shù)的原理、特點、分類熱擴滲技術(shù)的原理、特點、分類6.2 氣體氣體熱擴滲熱擴滲6.3 液體液體熱擴滲熱擴滲 6.4 固體熱擴滲固體熱擴滲6.5 等離子體熱擴滲等離子體熱擴滲第六講 熱 擴 滲一、本課的基本要求1.掌握熱滲鍍的機理與滲層形成的條件。2.掌握幾種熱擴滲的工藝方法。二、本課的重點、難點：重點：1.熱擴滲的機理與滲層形成條件。2.深層的組織特征。3.氣體滲碳與滲氮、熱浸鋅、熱浸鋁、固態(tài)滲硼、離子氮化的原理與工藝。難點：1.1.熱擴滲的機理與滲層形成的條件。熱擴滲的機理與滲層形成的條件。 2. 2.滲層的組織特征。滲層的組織特征。n重點：n1.熱擴滲的機理與滲層形成條件。n

2、2.深層的組織特征。n3.氣體滲碳與滲氮的原理與工藝。n4.熱浸鋅、熱浸鋁的原理與工藝n5.固態(tài)滲硼的原理與工藝。n6.離子氮化的原理與工藝。n難點：n1.熱擴滲的機理與滲層形成的條件。n2.滲層的組織特征。n基本要求：n1.掌握熱滲鍍的機理與滲層形成的條件。n2.掌握幾種熱擴滲的工藝方法。定義、特點n將工件放在特殊介質(zhì)中加熱，使介質(zhì)中某一種或幾種元素滲入工件表面，形成合金層(或摻雜層)的工藝，就稱為熱擴滲熱擴滲技術(shù)技術(shù)，或化學(xué)熱處理技術(shù)?；瘜W(xué)熱處理技術(shù)。所形成的合金層稱為熱擴滲層熱擴滲層，簡稱滲層滲層。n特點是：滲層與基本金屬之間是冶金結(jié)：滲層與基本金屬之間是冶金結(jié)合，結(jié)合強度很高，滲層不易

3、脫落或者合，結(jié)合強度很高，滲層不易脫落或者剝落。剝落。通過滲入不同合金元素，或者采用不同滲入工藝，可以使工件表面獲得不同組織和性能的擴散層。從而極大提高工件的耐磨性、耐蝕性和抗高溫氧化性能等。能進行熱擴滲的元素包括C，N，B，Zr，Al，Cr, V, Nb, Ti, Si, S等和多元共滲。第一節(jié)第一節(jié) 熱擴滲技術(shù)的基本原理熱擴滲技術(shù)的基本原理一、熱擴滲層形成的基本條件一、熱擴滲層形成的基本條件 滲入元素的原子存在于擴滲層的形式為二種：滲入元素的原子存在于擴滲層的形式為二種： 固熔體和金屬化合物固熔體和金屬化合物1、滲入元素必須能夠與基體金屬形成固熔體或、滲入元素必須能夠與基體金屬形成固熔體或

4、金屬間化合物。原子直徑，結(jié)構(gòu)，電負性等金屬間化合物。原子直徑，結(jié)構(gòu)，電負性等必須滿足要求。必須滿足要求。 2、欲滲元素與基材之間必須有直接接觸；、欲滲元素與基材之間必須有直接接觸； 3、被滲元素在基體金屬中要有一定的滲入速度；、被滲元素在基體金屬中要有一定的滲入速度； 加熱加熱第一節(jié)第一節(jié) 熱擴滲技術(shù)的基本原理熱擴滲技術(shù)的基本原理4、對靠化學(xué)反應(yīng)提供活性原子的熱擴滲、對靠化學(xué)反應(yīng)提供活性原子的熱擴滲工藝而言，反應(yīng)必須滿足工藝而言，反應(yīng)必須滿足熱力學(xué)條件熱力學(xué)條件。n置換反應(yīng)： A+BCl2(氣)ACl+Bn還原反應(yīng)： BCl2(氣)+H22HCl(氣)+Bn分解反應(yīng)： BCl2(氣)Cl2(氣

5、)+ B第一節(jié)第一節(jié) 熱擴滲技術(shù)的基本原理熱擴滲技術(shù)的基本原理二、滲層形成機理二、滲層形成機理3個過程：個過程： 產(chǎn)生滲劑元素的活性原子并提供給基體金屬表面。產(chǎn)生滲劑元素的活性原子并提供給基體金屬表面。n熱激活能法和化學(xué)反應(yīng)法n熱激活能法：用于熱浸滲(鍍)、電鍍滲、化學(xué)鍍滲、噴鍍滲和無活化劑的金屬粉末的熱擴滲； 滲劑元素的活性原子吸附在基體金屬表面上，隨滲劑元素的活性原子吸附在基體金屬表面上，隨后被基體金屬所吸收形成最初的表面固溶體或后被基體金屬所吸收形成最初的表面固溶體或金屬間化合物建立熱擴滲所必須的濃度梯度；金屬間化合物建立熱擴滲所必須的濃度梯度； 滲劑元素原子向基體金屬內(nèi)部擴散，基體金屬

6、原滲劑元素原子向基體金屬內(nèi)部擴散，基體金屬原子也同時向滲層中擴散，使?jié)B層增厚。子也同時向滲層中擴散，使?jié)B層增厚。 第一節(jié)第一節(jié) 熱擴滲技術(shù)的基本原理熱擴滲技術(shù)的基本原理三、熱擴滲速度的影響因素三、熱擴滲速度的影響因素1.熱擴滲層的形成速度總是由上述三個過熱擴滲層的形成速度總是由上述三個過程中最慢的一個來制約。程中最慢的一個來制約。n初始階段：受供給滲劑活性原子的化初始階段：受供給滲劑活性原子的化學(xué)反應(yīng)速度控制；學(xué)反應(yīng)速度控制；n反應(yīng)物濃度；反應(yīng)溫度；活化劑反應(yīng)物濃度；反應(yīng)溫度；活化劑n形成滲層后：主要取決于擴散速度：形成滲層后：主要取決于擴散速度：n溫度；時間；晶體結(jié)構(gòu)；晶體缺陷等。溫度；時間

7、；晶體結(jié)構(gòu)；晶體缺陷等。 第一節(jié)第一節(jié) 熱擴滲技術(shù)的基本原理熱擴滲技術(shù)的基本原理四、擴滲層的組織特征擴滲層的組織特征 1.純擴散純擴散 形成連續(xù)固溶體2.反應(yīng)擴散反應(yīng)擴散 隨濃度增加而生成新相。例：滲劑元素B向基體金屬A中擴滲并形成滲層的過程 第二節(jié)第二節(jié) 熱擴滲工藝的分類熱擴滲工藝的分類n按溫度按溫度： 高溫、中溫和低溫熱擴滲n高溫：T910C，滲速快，滲層厚，有相變，變形大；n低溫：T720C，滲層薄，無相變，變形??；第二節(jié)第二節(jié) 熱擴滲工藝的分類熱擴滲工藝的分類滲入非金屬元素滲入非金屬元素滲入金屬元素滲入金屬元素滲入金屬滲入金屬-非非金屬元素金屬元素擴散消除某元素擴散消除某元素單元多元單

8、元多元CNSBOSiN+CN+SN+ON+C+SN+C+ON+C+BAlZnCrTiVNbAl+CrAl+ZnAl+TiTi+CTi+NCr+CAl+SiAl+Cr+SiHOC第二節(jié)第二節(jié) 熱擴滲工藝的分類熱擴滲工藝的分類n按滲劑的狀態(tài)：n氣體；固體；液體；等離子體，復(fù)合熱擴滲5種； 熱擴滲技術(shù)按工藝特點分類熱擴滲復(fù)合擴滲法直接擴滲法熱浸鍍滲電鍍滲靜電噴涂滲化學(xué)鍍滲真空鍍滲熱噴涂滲料漿或膏劑滲固體熱擴滲離子擴滲法氣體熱擴滲液體熱擴滲粉末包滲法固-固擴滲法流化床法1鹽浴法溶鹽電解法熔燒法間接氣體擴散法低壓氣體法直接氣體擴散法流化床法2第三節(jié)第三節(jié) 氣體熱擴滲工藝氣體熱擴滲工藝n一、氣體熱擴滲技術(shù)

9、的基本工藝特點一、氣體熱擴滲技術(shù)的基本工藝特點n氣體熱擴滲是把工件置于含有滲劑原子的氣體介質(zhì)中加熱到滲劑原子能在基體中產(chǎn)生顯著擴散的溫度，使工件表面獲得該滲劑元素的工藝過程。n常規(guī)氣體法、低壓氣體法和流態(tài)床法。 第三節(jié)第三節(jié) 氣體熱擴滲工藝氣體熱擴滲工藝n工藝特點工藝特點：n1產(chǎn)生活性原子氣體的滲劑可以是氣體、液體、固體，但在擴滲爐內(nèi)都成為氣體；n2在氣體熱擴滲過程中，滲劑可以不斷補充更新，使活性原子的供給、吸收和向內(nèi)部擴散的過程持續(xù)維持；n3可以隨時調(diào)整爐內(nèi)氣氛，實現(xiàn)可控熱擴滲。第三節(jié)第三節(jié) 氣體熱擴滲工藝氣體熱擴滲工藝二、氣體滲碳二、氣體滲碳1. 基本特點基本特點n在增碳的活性氣氛中，將低

10、碳鋼或低碳合金鋼加熱到高溫(一般為900C-950C)，使活性碳原子進入鋼的表面，以獲得高碳滲層的工藝方法稱為氣體滲碳。n鋼件滲碳后，表面為高碳鋼。內(nèi)部仍保持低碳狀態(tài)。再通過淬火及低溫回火可使?jié)B碳工件具有表面硬度高、耐磨損，心部硬度低、塑性和韌性好的特點，能夠滿足那些工作時許多易磨損件的工況需求，或者需要同時承受較高的表面接觸應(yīng)力，彎曲力矩及沖擊負荷作用的零件的性能要求。第三節(jié)第三節(jié) 氣體熱擴滲工藝氣體熱擴滲工藝2. 影響氣體滲碳工藝的主要因素影響氣體滲碳工藝的主要因素溫度和時間淺層滲碳2-3h;常規(guī)滲碳5-8h；深層滲碳16-30h滲碳氣氛 碳勢 鋼的化學(xué)成分 C的擴散影響 Cr Mo Ni

11、 Ti 第三節(jié)第三節(jié) 氣體熱擴滲工藝氣體熱擴滲工藝3. 氣體滲碳的主要方式氣體滲碳的主要方式 滴注式氣體滲碳 煤油 吸熱式氣氛滲碳 富碳氣+吸熱氣體CO，H2 氮基氣氛滲碳第三節(jié)第三節(jié) 氣體熱擴滲工藝氣體熱擴滲工藝4.氣體滲碳的組織特性和基本性能氣體滲碳的組織特性和基本性能n表面硬度、滲碳層深度、心部硬度表面硬度、滲碳層深度、心部硬度n表面碳的質(zhì)量分數(shù)為表面碳的質(zhì)量分數(shù)為0.8-1.1%為最好；為最好；nC0.8%，耐磨性和強度不足；，耐磨性和強度不足；nC11% ，淬火后表面碳化物及殘，淬火后表面碳化物及殘余奧氏體的增加，損壞性能；余奧氏體的增加，損壞性能；第三節(jié)第三節(jié) 氣體熱擴滲工藝氣體熱

12、擴滲工藝n碳含量從表向里逐漸降低，其緩冷的組織為過過共析、共析、亞共析共析、共析、亞共析組織；n淬火組織為滲碳體馬氏體和低碳馬氏體淬火組織為滲碳體馬氏體和低碳馬氏體。n滲層深度取決于零件的工作條件及心部材料的強度。n零件所受負荷越大，滲碳層應(yīng)越深。n零件的心部硬度高，支撐滲層的強度高，滲層可以相應(yīng)淺一些 第三節(jié)第三節(jié) 氣體熱擴滲工藝氣體熱擴滲工藝n5. 彌散碳化物滲碳法n用于高合金模具鋼,滲層中會沉淀出大量彌散合金碳化物，含C量高達2%-3%，彌散碳化物的質(zhì)量分數(shù)高達50%以上。性能非常好。第三節(jié)第三節(jié) 氣體熱擴滲工藝氣體熱擴滲工藝三、氣體滲氮三、氣體滲氮n將氮滲入鋼件表面的過程稱為滲氮。n氮

13、化層的硬度可以高達9501200HV，其耐磨性、疲勞強度、紅硬性，抗咬合性能亦優(yōu)于滲碳層。n鋼的滲氮溫度低，(480570)且滲氮后一般隨爐冷卻，工件變形很小。nFe-N相圖,在700C以下,有5個單相區(qū)和2個共析反應(yīng)區(qū)組成;名稱名稱本質(zhì)及化學(xué)式本質(zhì)及化學(xué)式晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)wA主要性能主要性能相含氮鐵素體體心立方590C時,0.10%.室溫時降至0.004%有鐵磁性相含氮奧氏體面心立方2.86%在590C時有共析轉(zhuǎn)變,慢冷時發(fā)生相含氮奧氏體面心立方5.30%-5.70%鐵磁相,硬度較高,脆性小相Fe2-3N為基的固溶體4.55%-11.0%鐵磁相,650C發(fā)生共析分解相化學(xué)當量為F e2N的化

14、合物斜方11.07%-11.18%具有高脆性n滲氮的滲劑為氨或氨的化合物,用井式爐進行;n高溫下,氨分解出氮原子工件吸附向內(nèi)擴散形成滲氮層第三節(jié)第三節(jié) 氣體熱擴滲工藝氣體熱擴滲工藝n滲氮層的高硬度是由于合金氮化物的彌散硬化作用導(dǎo)致的。氮化物自身具有很高的硬度、加上其晶格常數(shù)比基材-Fe的大得多。因此，當它與母相保持共格聯(lián)系時，使得Fe晶格產(chǎn)生很大的畸變，導(dǎo)致強化效應(yīng)；滲氮溫度不同生成的氮化物尺寸大小不同，滲氮后硬度高低也不一樣，隨著滲氮溫度的升高，氮化物尺寸長大并和母相共格關(guān)系破壞滲氮層的硬度便降低。n抗回火,在500C以下長期保持高硬度. 第三節(jié)第三節(jié) 氣體熱擴滲工藝氣體熱擴滲工藝四、氣體碳

15、氮共滲和氮碳共滲四、氣體碳氮共滲和氮碳共滲n二元共滲n在520-580，碳、氮共滲以滲氮為主，因此稱之為氮碳共滲。硬度比滲氮略軟，稱軟氮化軟氮化n在780-930，碳、氮共滲以滲碳為主，因此稱之為碳氮共滲。第三節(jié)第三節(jié) 氣體熱擴滲工藝氣體熱擴滲工藝優(yōu)點：優(yōu)點：與滲氮相比與滲氮相比， n氮碳共滲所需時間大大縮短：表面化合物中不含脆性相所以滲層韌性好，裂紋敏感件小，而其它性能與滲氮相似，所以氮碳共滲是種表面硬度高、耐磨損、抗疲勞、尺寸變形小的熱擴滲工藝；第三節(jié)第三節(jié) 氣體熱擴滲工藝氣體熱擴滲工藝與滲碳相比與滲碳相比,n碳氮共滲能在較低的溫度熱擴滲，零件晶粒不易長大：處理后可以直接淬火；零件變形開裂

16、傾向小：氮的滲入不僅擴大了Y區(qū)，而且提高了奧氏體的穩(wěn)定性，即提高了滲層的淬透性和淬硬性；而且滲層表面殘存一定的壓應(yīng)力，提高了零件的疲勞強度。Y相區(qū)的擴大還使?jié)B層的碳含量升高.所以與滲碳相比，碳氮共滲的疲勞強度、耐磨性、耐蝕性、抗回火穩(wěn)定性等都更高. 第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲n將工件浸漬在熔融液體中，使表面滲入一將工件浸漬在熔融液體中，使表面滲入一種或幾種元素的熱擴滲工藝方法稱為液體種或幾種元素的熱擴滲工藝方法稱為液體熱擴滲。熱擴滲。n液體熱擴滲根據(jù)工藝特點可分為鹽浴法、熱浸法、熔燒法三種。n鹽浴法鹽浴法 鹽浴為滲劑or鹽浴為載體，懸浮滲劑 滲一種0R幾種元素n熱浸法熱浸法 Zn,Al

17、,Sn金屬中，厚度不均勻n熔燒法熔燒法 滲劑為漿料，燒結(jié)擴散，滲層均勻第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲一、低溫鹽浴共滲法一、低溫鹽浴共滲法特點：溫度低，無相變，變形小，不用精加工，硬度可達HV900。經(jīng)歷了高、中、低氰鹽浴的發(fā)展，污染鹽浴氮碳氮碳共滲,氧化鹽浴冷卻-Melenite工藝鹽浴硫氮碳硫氮碳共滲-Sursulf工藝，組織為Fe4N()，F(xiàn)e2-3N()，減摩。第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲nMelenite工藝n500-600C ,CNO2- 34%-38%n鹽浴氮碳共滲+氧化鹽浴冷卻 不含氰化物nCN-極低，無污染第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲鋼鐵牌號鋼鐵牌號預(yù)處理工藝預(yù)

18、處理工藝鹽浴氮碳共滲工鹽浴氮碳共滲工藝藝化合物厚化合物厚度度/ m擴散層厚度擴散層厚度/ m表面顯微硬表面顯微硬度度HV0.14538CrMoAl3Cr133Cr2W8VW18Cr4VHT24-44調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)淬火+回火2次退火565C1.5-2h565C1.5-2h565C1.5-2h565C1.5-2h550C20-30min565C1.5-2h10-178-148-126-100-210-150.3-0.40.15-0.250.08-0.150.1-0.150.025-0.0450.18-0.25500-550950-1100900-1100850-10001000-1150600-

19、650第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲nSursulf工藝n氮碳共滲與滲硫；n硫的滲入，工件具有耐磨，減磨，抗咬死，抗疲勞性能，并能改善耐蝕性；n低含氰化物，無污染；nFe4N（相）和Fe2-3N （相）組成的化合物和氮碳擴散層；摩擦系數(shù)更低第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲二、二、 硼砂熔鹽金屬覆層技術(shù)硼砂熔鹽金屬覆層技術(shù)(T.D)法法 在高溫下將鋼鐵材料放入硼砂熔鹽浴中一定時間后可在材料表面形成幾微米到數(shù)十微米的碳化物層、這種工藝就稱為硼砂熔鹽金屬覆層技術(shù)。源于滲硼脫水硼砂分子式：Na2B4O7,熔點：740C，分解溫度1573C。第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲滲滲B過程：過程：加A

20、l粉，還原出活性B原子，使之滲B；加與O親和力小于B的單質(zhì)（Cr,V,Nb）,則還原出這些單質(zhì)活性原子，彌散懸浮溶解在硼砂中，通過對流，與金屬表面接觸，向金屬內(nèi)擴散，形成金屬滲層。第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲特點：nT.D法處理溫度為900-980C，在中，高碳鋼處理時，金屬原子一旦被工件吸附，就與工件中的C原子生成碳化物。nC在C化物中的擴散能力高，雙向擴散機理；比單質(zhì)原子（半徑大）造成晶格畸變小，獲得的覆層硬度極高。HV0.11300； 第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲三、熱浸鋅和熱浸鋁三、熱浸鋅和熱浸鋁1. 熱浸滲工藝的基本特點n將鋼浸到熔融的Zn,Al液中，表面形成Zn及Zn合

21、金,or Al及Al合金。 n工藝簡單，成本低廉，易實現(xiàn)自動化； n大大提高耐腐蝕性能；第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲過程過程： n鐵基表面被溶解，并形成合金層；n合金層中的滲入原子向內(nèi)擴散，形成固熔體或化合物；n合金層表面包絡(luò)一層純金屬。 第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲2. 工藝方法工藝方法n干法：干法： 用于鋼絲及鋼制零部件的熱浸滲用于鋼絲及鋼制零部件的熱浸滲 n脫脂除銹溶劑處理干燥熱浸滲水冷第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲n氧化還原法：氧化還原法：主要用于鋼板、鋼帶的連續(xù)熱浸滲。第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲3.熱浸鋅的工藝和性能熱浸鋅的工藝和性能n鋅液為Zn-Al, Zn

22、-Ni浴等n 工藝參數(shù)為：鋅液溫度；浸漬時間；抽出速度。1) 鋅液T：440-465C最佳；n溫度過高，浸鋅層塑性，鋅鍋壽命，鋅液對基體鐵溶解加快。n溫度過低，粘度，浸鋅層厚度不均勻性。第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲2) 浸Zn時間和抽出速度n時間增加4倍，合金層重量增加1倍；n抽出速度低，鋅層薄；反之，鋅層厚；速度過快，引起凸凹不平。熱浸鋅的耐蝕性：n形成致密的ZnCO3Zn(OH)3保護膜;n若有局部損壞，有陰極保護作用。第四節(jié)第四節(jié) 液體熱擴滲液體熱擴滲4熱浸熱浸Al工藝和性能工藝和性能n處理溫度為700-930C，保溫10-20min；n耐高溫氧化用品必須進行擴散退火，900-98

23、0C，保溫4-6h，表面生成Al203膜. 第五節(jié)第五節(jié) 固體熱擴滲固體熱擴滲一、 固體熱擴滲的基本特點n固體熱擴滲是把工件放入固體滲劑中或用固體滲劑包裹工件加熱到一定溫度保溫一段時間，使工件表面滲入某種元素或多種元素的工藝過程。n在固體熱擴滲中，影響滲層深度和質(zhì)量的因素是溫度和時間以及固體滲劑的成分。第五節(jié)第五節(jié) 固體熱擴滲固體熱擴滲n固體滲劑一般由固體滲劑一般由供滲劑、催滲劑供滲劑、催滲劑(活化劑活化劑)、填充、填充劑劑組成：組成：n供滲劑供滲劑的作用是能產(chǎn)生活性原子。如供滲劑是化合物，還需加入還原劑，使之產(chǎn)生活性原子。n催滲劑催滲劑的作用是能促進活性原子滲入，而在由還原劑組成的滲劑中能促

24、進還原反應(yīng)進行或兼有促進活性原子滲入這兩種作用。n填充劑填充劑的作用主要是減少滲劑的板結(jié)，方便工件的取出，并降低成本。n還原劑還原劑的作用是能將欲滲元素還原成活性原子。n兩種形式：粉末；膏劑兩種形式：粉末；膏劑第五節(jié)第五節(jié) 固體熱擴滲固體熱擴滲二、固體滲硼n將硼元素滲入工件表面的熱擴滲工藝稱將硼元素滲入工件表面的熱擴滲工藝稱為滲硼。為滲硼。n滲硼能顯著地提高鋼件表面硬度和耐磨滲硼能顯著地提高鋼件表面硬度和耐磨性，特別是耐磨粒磨損能力。滲硼層還性，特別是耐磨粒磨損能力。滲硼層還具有良好的耐熱性和耐蝕性。硼碳復(fù)合具有良好的耐熱性和耐蝕性。硼碳復(fù)合滲是目前提高鋼件耐磨粒磨損性能的最滲是目前提高鋼件耐

25、磨粒磨損性能的最好工藝之一。好工藝之一。n滲硼方法有粉末法、膏劑法和熔鹽法。滲硼方法有粉末法、膏劑法和熔鹽法。 第五節(jié)第五節(jié) 固體熱擴滲固體熱擴滲1. 滲硼工藝及特點滲硼工藝及特點n固體滲硼的工藝非常簡單。將工件放入滲硼箱，固體滲硼的工藝非常簡單。將工件放入滲硼箱，四周填充滲硼劑。將滲硼箱密封后放入加熱爐四周填充滲硼劑。將滲硼箱密封后放入加熱爐中加熱，保溫數(shù)小時后出爐。由于硼在中加熱，保溫數(shù)小時后出爐。由于硼在鐵和鐵和鐵中的溶解度低于鐵中的溶解度低于0.002，易與鐵形成楔形，易與鐵形成楔形的硼化物的硼化物Fe2B(含合金元素則以含合金元素則以(Fe，M)2B表表示示)。若滲硼劑活性高。在滲層

26、中還會出現(xiàn)第二。若滲硼劑活性高。在滲層中還會出現(xiàn)第二種硼化物種硼化物FeBn由于由于FeB的共晶溫度為的共晶溫度為1146，而合金元素，而合金元素會使共晶點下降，因此滲硼溫度一般不超過會使共晶點下降，因此滲硼溫度一般不超過1000。對變形有要求的工件，鋼件的滲硼溫。對變形有要求的工件，鋼件的滲硼溫度一般為度一般為850900。第五節(jié)第五節(jié) 固體熱擴滲固體熱擴滲第五節(jié)第五節(jié) 固體熱擴滲固體熱擴滲供硼劑一般選用含硼量高的物質(zhì)，如碳供硼劑一般選用含硼量高的物質(zhì)，如碳化硼、硼鐵、硼砂；化硼、硼鐵、硼砂；催滲劑多用碳化物、氟化物和氯化物；催滲劑多用碳化物、氟化物和氯化物；填充劑為碳化硅或三氧化二鋁；填充

27、劑為碳化硅或三氧化二鋁；第五節(jié)第五節(jié) 固體熱擴滲固體熱擴滲第五節(jié)第五節(jié) 固體熱擴滲固體熱擴滲n 2滲硼件的性能滲硼件的性能n 滲硼件硬度極高，耐磨、耐蝕、抗氧化性能好，滲硼件硬度極高，耐磨、耐蝕、抗氧化性能好，而且摩擦系數(shù)小。而且摩擦系數(shù)小。1）硬度）硬度 nFeB顯微硬度為18002200HV；Fe2B顯微硬度為12001800HV。n鉭的硼化物硬度高于300HV，鈮、鎢、鉬的硼化物硬度也都在2000HV以上。n鋼中含碳量的增加可減少雙相型滲硼層中FeB的相對含量并使FeB的硬度降低。第五節(jié)第五節(jié) 固體熱擴滲固體熱擴滲2）強度與耐磨性）強度與耐磨性 n鋼件經(jīng)滲硼處理后抗拉強度和韌性下降但抗壓

28、強度提高。滲硼工件耐粘著磨損性能比滲碳淬火、離子滲氮更高，耐磨料磨損能力也非常好3）耐腐蝕性能）耐腐蝕性能 n鋼件滲硼后在硫酸、鹽酸、磷酸等水溶液中的耐蝕性能均明顯提高，但不耐硝酸及海水腐蝕。4）抗高溫氧化性能）抗高溫氧化性能 n滲硼層具有定抗高溫氧化性能。在空氣中加熱到800C持續(xù)40h，氧化增重甚微。第六節(jié)第六節(jié) 等離子體熱擴滲等離子體熱擴滲n等離子體熱擴滲，是利用低真空中氣體輝光放電產(chǎn)生的離子轟擊工件表面，形成熱擴滲層的工藝過程。第六節(jié)第六節(jié) 等離子體熱擴滲等離子體熱擴滲一、等離子體熱擴滲的基本特點一、等離子體熱擴滲的基本特點與普通氣體熱擴滲技術(shù)相比，等離子體熱擴滲技術(shù)與普通氣體熱擴滲技術(shù)相比，等離子體熱擴滲技術(shù)具有如下特點：具有如下特點：1) 離子轟擊工件使其表面高度活化易于吸收被滲離子和隨離子一起沖擊工件表面的活性原子，因而熱擴滲速度加快。2) 通過調(diào)節(jié)電參數(shù)、滲劑氣體成分和壓力等參數(shù)來