CN103451596A - 一种新型粉末状渗硼剂 - Google Patents

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王春华
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Abstract

一种能使渗硼层的脆性大大降低的新型粉末状渗硼剂,它由以下重量份数的原料制成:铬铁2~20、硼铁5~30、硅钙合金12~40、氯化氨1~20、氯化稀土(氯化物>45%)6~40、硼砂15~40、石英30~50、尿素1~10、氟硅酸钠10~30。本发明所述渗硼剂可以在工件表面获得90~120um的渗层深度,使渗硼层的脆性大大降低,解决了传统渗硼工艺存在的硼化物层脆性大、容易剥落的缺陷。

Description

一种新型粉末状渗硼剂
技术领域
本发明涉及一种渗硼剂,尤其涉及一种新型粉末状渗硼剂。
背景技术
目前,传统的渗硼工艺可以在工件表面形成一层硼化物,具有硬度高、耐蚀性与耐磨性好、抗高温氧化性优良等特点,被广泛应用于模具及耐蚀抗磨件的热处理上。但该工艺同时也存在着缺点,1、渗硼工艺温度高、能耗大,渗硼后工件变形较大;2、渗层表层的疏松孔洞是裂纹萌生和扩展的途径,在受冲击载荷时,极易导致渗硼层开裂与剥落;3、硼化物本身脆性大、机加工表面光洁度偏低,存在孔洞。以上缺点使得传统的渗硼工艺存在硼化物层脆性大、易导致渗硼层发生脆性剥落、加剧磨粒磨损的缺陷。
发明内容
本发明针对不足,提供一种能使渗硼层的脆性大大降低的新型粉末状渗硼剂。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
一种新型粉末状渗硼剂,其特征在于,它由以下重量份数的原料制成:
Figure BSA00000733287100011
Figure BSA00000733287100021
本发明的有益效果如下:
本发明所述渗硼剂可以在工件表面获得90~120um的渗层深度,使渗硼层的脆性大大降低,解决了传统渗硼工艺存在的硼化物层脆性大、容易剥落的缺陷。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的原理和特征进行描述,所举实施例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例一:
一种新型粉末状渗硼剂,它由以下重量份数的原料制成:
实施例二:
一种新型粉末状渗硼剂,它由以下重量份数的原料制成:
Figure BSA00000733287100031
实施例三:
一种新型粉末状渗硼剂,它由以下重量份数的原料制成:
Figure BSA00000733287100032
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明所述渗硼剂用于各类模具及耐腐蚀、抗磨损件的表面热处理,还可用于石油机械抽油泵泵管、接箍、扶正器等配件的热处理,该渗硼剂是在《B-Cr-稀土粉末共渗剂防粘结措施的研究》(详见:金属热处理,Heat T稀土atment of Metals,编辑部邮箱2006年09期)的基础上进行的试验研究改进,应用传统渗硼工艺,通过多次试验,调整渗硼剂中各化学成份及其所占比例大小,就降低渗硼层脆性问题进行深入研究而获得的,其重点是研究出硼铁在渗硼剂中的最佳比例,既能使硼铁的含量尽量降低,又能降低渗硼层的脆性,从而延长模具及耐蚀抗磨件等的使用寿命。
以下为使用本发明所述渗硼剂进行渗硼工艺的操作:
1、试验所需材料:
(1)供硼剂,为工业硼砂(Na2B4O7·10 H2O),将其加热至500℃脱水后磨成粉状;
(2)硼铁;
(3)活化剂及还原剂,为硅钙合金(含55%Si、26%Ca,余量为Fe);
(4)氯化稀土,氯化物总量>45%;
(5)氟硅酸钠(Na2SiF6);
(6)高碳铬铁粉;
(7)填充剂,为石墨粉及工业石英砂;
以上各组分均粉碎成100目。
2、试样材料:
4CrW2Si,尺寸为φ14mm×5mm,Ra≤2.5μm。
3、试验过程:
渗剂各组分按上述实施例所述比例混合均匀后加热至200℃烘干,将试样(试样要去锈、去油并编号)与渗剂装入渗罐中(需要注意的是,试样与渗罐内壁、试样之间应保持大于20mm的间隔)渗罐采用双层水玻璃泥密封,将密封好的渗罐加热至200℃烘干。渗硼时采取到温入炉、重新到温后计时的方式,先将加热炉加热到850℃,再将烘干的渗罐放到炉内,重新到850℃后计时,需加热3~8小时,开炉后空冷或直接淬火。
经过多次试验,获得渗硼剂的最佳配方,其主要成份硼铁的重量百分比含量为3.5%。
使用本发明所述渗硼剂进行的渗硼工艺具有以下优点:
1、共渗剂疏松不粘结。
使经过渗硼处理的工件表面洁净,渗剂松散,易清理。
2、对渗层进行显微硬度测量时,压痕尖角处没有发现裂纹。
硼化物层的脆性明显降低,在冲击力、可弯曲力作用下渗硼层发生脆性剥落的程度明显降低,减缓了磨粒磨损的程度。
3、硼化物组织致密、晶粒细化、硬度梯度变缓。
硼化物的硬度提高而脆性下降,从而使得硼化物层的耐磨性能明显提高。

Claims (4)

1.一种新型粉末状渗硼剂,其特征在于,它由以下重量份数的原料制成:
2.根据权利要求1所述的一种新型粉末状渗硼剂,其特征在于,它由以下重量份数的原料制成:
Figure FSA00000733287000012
3.根据权利要求1所述的一种新型粉末状渗硼剂,其特征在于,它由以下重量份数的原料制成:
Figure FSA00000733287000021
4.根据权利要求1所述的一种新型粉末状渗硼剂,其特征在于,它由以下重量份数的原料制成:
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