CN101914749A - 一种新的盐浴渗钒方法及一种新的盐浴渗钒剂 - Google Patents
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Abstract
一种新的盐浴渗钒方法，首先，将硼砂、五氧化二钒和铝分别按以下配比称好，其重量百分比为：无水硼砂88％，五氧化二钒8％，铝4％，无水硼砂重量应根据供应的硼砂的含水量的检验结果计算；配制时，应首先向坩锅内加入硼砂，并将含水硼砂加热到950℃保温4小时，然后加入五氧化二钒，10-20min后加铝。采用硼砂盐浴和混合盐浴两种不同类型的盐浴在几种钢表面进行渗钒，并对渗钒涂层的组织、性能进行比较，发现在相同工艺条件下本发明提供的混合盐浴(即本发明提供的混合渗钒剂)比硼砂盐浴渗钒的速度快，且能降低处理温度。混合盐浴渗钒层的晶粒度比硼砂盐浴的小，且渗钒层的硬度比硼砂盐浴的高。
Description
技术领域
本发明涉及一种新的盐浴渗钒方法，同时涉及一种新的盐浴渗钒剂。
背景技术
盐浴渗钒技术起源于日本，又名熔盐渗金属、渗钒、TD技术，自1972年丰田研究中心开发出TD法盐浴渗金属以来，其渗钒层因具有高硬度、高耐磨性等优良性能，一直备受世界各国重视。日本最初采用的是以硼砂为基盐的酸性硼砂盐浴，该盐浴的主要优点是密度大，盐浴偏析小，熔融硼砂可与金属表面的氧化物反应，可以清洁工件表面，促进覆层形成。但该盐浴熔点较高，流动性差，残盐清洗困难，且对坩埚和夹具的腐蚀性较大，因而导致设备寿命低等缺陷。用高碳高合金钢经TD渗覆处理，表面硬度仅能达到2000-3000HV。
发明内容
通过我们对新型渗钒剂的多年研制，现提供一种可使工件表面形成3200-3600HV的硬化层，并具有极高的耐磨抗咬合等性能的盐浴渗钒方法。
所述的新的盐浴渗钒方法，其发明点在于：
其使用的渗钒剂是按照下述过程配制的
首先，将硼砂、五氧化二钒和铝分别按以下配比称好，其重量百分比为：无水硼砂88％，五氧化二钒8％，铝4％，无水硼砂重量应根据供应的硼砂的含水量的检验结果计算：
配制时，应首先向坩锅内加入硼砂，并将含水硼砂加热到950℃保温4小时，以便使熔融硼砂中的分解反应充分进行，同时也使熔盐中的水汽和其它气体逸出。然后加入五氧化二钒，10-20min后加铝。应强调指出盐浴配制时若先向熔融硼砂中加铝而后加五氧化二钒，则得不到渗钒层也得不到渗硼层，而且工件表面会出现蚀坑。
本发明同时要求保护按上述方法配制的新的盐浴渗钒剂。
加工时，除该渗钒剂的配制步骤外，其它步骤均可采用本领域普通技术人员所公知或容易想到的方式操作。使用本技术后在国内用常规的加工手段制造出的产品完全优于进口产品。
采用硼砂盐浴和混合盐浴两种不同类型的盐浴在几种钢表面进行渗钒，并对渗钒涂层的组织、性能进行比较，发现本发明提供的混合盐浴(即本发明提供的混合渗钒剂)比硼砂盐浴渗钒的速度快，且能降低处理温度。
在相同工艺条件下，混合盐浴渗钒层的晶粒度比硼砂盐浴的小，且渗钒层的硬度比硼砂盐浴的高。
该技术已成功应用到汽车、家电、五金、制管、冶金等行业的拉伸、弯曲、翻边、辊压成形、冷镦、粉末冶金等类模具上，并取得了极优的使用效果。特别对一些既要求高耐磨又要求高韧性的特殊零部件，使用本技术后在国内用常规的加工手段制造出的产品完全优于进口产品。
具体实施方式
实施例1
首先，将硼砂、五氧化二钒和铝分别按以下配比称好，其重量百分比为：无水硼砂88％，五氧化二钒8％，铝4％，无水硼砂重量应根据供应的硼砂的含水量的检验结果计算：
配制时，应首先向坩锅内加入硼砂，并将含水硼砂加热到950℃保温4小时，然后加入五氧化二钒，10-20min后加铝。把Cr12MoV钢经980℃保温5h后油淬和180℃×2h回火的TD盐浴渗钒处理后，可以形成由含V和C的化合物组成的厚约为11.41μmN表面渗层，且渗层厚度均匀致密并与基体呈冶金结合。同时，渗层的表面硬度高达3600Hv，使得材料的耐磨性能得到极大的提高。而在其他工艺相同的条件下采用普通硼砂盐浴渗钒，得到的表面渗层仅8.42μmN，表面硬度仅2800Hv。本发明提供的混合渗钒剂来盐浴渗钒层的晶粒度是硼砂盐浴渗钒层的3倍，且渗钒层的硬度比硼砂盐浴的高。
实施例2
T10A钢无缝钢管冷拔内模经该技术处理后，①可提高模具使用寿命5倍以上(与镀硬铬比较)大大降低模具消耗，提高小时作业率；②由于模具表面硬度高、光洁度好，在保证钢管内壁质量的情况下，可使成品率提高15-30％；③它的问世取代了冷拔内模镀铬传统工艺，进而消除了镀铬所造成的环境污染。
实施例3
H13钢汽车连杆热锻模经该技术处理后，寿命可提高4倍。经该技术处理的4Cr5MoSiV1钢制模具，用于锻造铜合金时，寿命是淬火回火的W6Mo5Cr4V2钢的6倍。轧制成型用轧辊上渗覆该技术碳化物覆层时，即使不涂润滑剂也不会产生粘着，不仅提高轧辊寿命，而且减少了润滑剂的环境污染。
将该盐浴渗钒处理技术应用于模具制造方面：一方面是利用其高耐磨、抗粘结性能，从根本上解决成形类模具如拉伸、弯曲、翻边、滚压成形、压铸等模具的表面拉伤工件或粘料问题，提高产品质量，并大幅提高模具寿命；另一方面是利用其高耐磨性能，大幅度提高因各类磨损引起失效的工模具或工件的使用寿命，如冲裁、冷镦、粉末压制等模具。
Claims (3)
1.一种新的盐浴渗钒方法，其特征在于：
其中的渗钒过程使用的渗钒剂是按照下述过程配制的
首先，将硼砂、五氧化二钒和铝分别按以下配比称好，其重量百分比为：无水硼砂88％，五氧化二钒8％，铝4％，无水硼砂重量应根据供应的硼砂的含水量的检验结果计算：
配制时，应首先向坩锅内加入硼砂，并将含水硼砂加热到950℃保温4小时，然后加入五氧化二钒，10-20min后加铝。
2.一种新的盐浴渗钒剂，其特征在于：
是按照下述过程配制的
首先，将硼砂、五氧化二钒和铝分别按以下配比称好，其重量百分比为：无水硼砂88％，五氧化二钒8％，铝4％，无水硼砂重量应根据供应的硼砂的含水量的检验结果计算：
配制时，应首先向坩锅内加入硼砂，并将含水硼砂加热到950℃保温4小时，然后加入五氧化二钒，10-20min后加铝。
3.一种Cr12MoV钢的盐浴渗钒方法，其特征在于：首先，将硼砂、五氧化二钒和铝分别按以下配比称好，其重量百分比为：无水硼砂88％，五氧化二钒8％，铝4％，无水硼砂重量应根据供应的硼砂的含水量的检验结果计算：
配制时，应首先向坩锅内加入硼砂，并将含水硼砂加热到950℃保温4小时，然后加入五氧化二钒，10-20min后加铝，把Cr12MoV钢经980℃保温5h后油淬和180℃×2h回火的盐浴渗钒处理。
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