CN105088132B - 一种低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，至少包括以下步骤：a、渗碳预处理和钢件清洁；b、渗碳处理；c、经过步骤b渗碳处理后，将渗碳用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗碳处理后的低碳合金钢件；d、渗硼预处理和钢件清洁；e、渗硼处理；f、经过步骤e渗硼处理后，将渗硼用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗硼处理后的低碳合金钢件；g、淬火处理；h、回火处理。本发明的有益效果是：先进行渗碳在进行渗硼可在低碳合金钢表面形成一个过渡层，使渗硼层与钢基体结合较好，不易于脱落。
Description
技术领域
本发明涉及本发明具体涉及一种合金的表面处理方法，特别涉及一种低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法。
背景技术
低碳钢为碳含量低于0.25％的碳素钢，合金钢是相对于碳钢而言，是在碳钢的基础上，为了改善钢的一种或几种性能，向钢中加入一种或几种合金元素，加入的合金量超过碳钢正常生产方法所具有的一般含量时，称这种钢为合金钢。
渗碳是一种化学热处理方法，渗碳材料多为低碳钢或低碳合金钢，具体方法是将工件置入具有活性碳介质中，加热到900-950℃的单相奥氏体区，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，从而提高表层碳含量，芯部仍保持原有成分。
渗硼也是一种化学热处理方法，方法与渗碳相类似。渗硼层具有优异的耐磨性、较好的耐蚀性和抗高温氧化性。但是传统的渗硼方法存在一定缺陷，单独渗硼及表面硼层淬火后，工件表面会产生的较大应力，虽然表面硬度高，但是渗硼层比较脆且容易从基体剥落。
因此，一种能够使渗硼层牢固的固定在低碳合金钢件表面的低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法成为解决问题的关键。
发明内容
本发明的一个目的提供一种低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，先进行渗碳处理，再进行渗硼处理，可在低碳钢表面形成了一个过渡层，使渗硼层与钢基体结合较好，不易于脱落。
本发明另一个发明目的在于提供一种低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，在淬火过程中使用淬火剂，保证淬透性的同时减小渗硼层脆性，从而进一步提高钢件表面的抗腐蚀性。
为实现上述目的，本发明提供一种低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，包括以下步骤：
a、对渗碳剂和渗碳用渗箱进行预处理；对低碳合金钢件的表面进行清洁；
b、经过步骤a处理后，在渗碳用渗箱的底部装入渗碳剂，再将低碳合金钢件放入渗碳用渗箱中，然后再次装入渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件5～6mm；盖上渗碳用渗箱的上盖，并将上盖密封；将渗碳用渗箱放入电阻炉内进行渗碳处理，压力0.5～1.5×105Pa，渗碳温度为920～940℃，渗碳时间6～8h；
c、经过步骤b渗碳处理后，将渗碳用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗碳处理后的低碳合金钢件；
d、对渗硼剂和渗硼用渗箱进行预处理；对低碳合金钢件的表面进行清洁；
e、经过步骤d处理后，在渗硼用渗箱底部倒入渗硼剂，再将清洗后的低碳合金钢件放入渗硼用渗箱，然后再次装入渗硼剂，使渗硼剂覆盖工件5～6mm，上渗硼用渗箱上盖，并将上盖密封，将渗硼用渗箱放入电阻炉内进行渗硼处理，压力0.5～1.5×105Pa，渗硼温度为920～940℃，渗硼时间5～7h；
f、经过步骤e渗硼处理后，将渗硼用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗硼处理后的低碳合金钢件；
g、将经过步骤f处理后的低碳合金钢件再次放入渗碳用渗箱中，加入步骤b中使用过的渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件5～6mm，盖上渗碳用渗箱的上盖，并用水加粘土将上盖密封后放入电阻炉中进行加热至800～900℃，保温时间不少于30min，取出工件浸油冷却；
h、步骤g淬火结束后进行低温回火，回火温度为160～200℃，保温时间不低于3小时。
优选的是，步骤g中所述油浴中加入了质量分数为5％的淬火剂。
优选的是，所述淬火剂由10份二烷基二硫代磷酸氧钼，10份硼酸铵，15份磺酸钙，20份2,4,6-叔丁基对苯二酚，2份氟硅消泡剂和43份的丙烯醇组成。
优选的是，所述步骤a中将渗碳剂和渗碳用渗箱进行预处理的方法为，将渗碳剂和渗碳用渗箱分别在190～210℃下，烘干2-4h。
优选的是，所述对低碳合金钢件的表面进行清洁的方法为，将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声10～30min。
优选的是，所述步骤d中对渗硼剂和渗硼用渗箱进行预处理的方法为，将渗硼剂和渗硼用渗箱分别在190～210℃下，烘干2-4h。
优选的是，所述步骤b和步骤e中，将由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封。
优选的是，所述步骤b中渗碳温度为930℃，渗炭时间7h。
优选的是，所述步骤e中渗硼温度为930℃，渗硼时间6h。
本发明的有益效果是：1、先进行渗碳在进行渗硼可在低碳钢表面形成了一个过渡层，使渗硼层与钢基体结合较好，不易于脱落；2、在本方法保护的工艺范围内，能够获得良好的渗碳渗硼效果，从而提高了钢件的硬度、耐磨性和耐蚀性；3、提高了工件表面的冲击韧性；4、简化了渗碳和渗硼的工艺，对设备要求较低，进而节约了成本；5、使用淬火剂进行淬火，在保证淬透性的同时能够减小渗硼层脆性，从而进一步提高钢件表面的抗腐蚀。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
一种低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，包括以下步骤：
a、渗碳剂和渗碳用渗箱分别在200℃下，烘干3h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声20min，清洁工件表面，去除油污；
b、经过步骤a处理后，在渗碳用渗箱的底部装入渗碳剂，再将低碳合金钢件放入渗碳用渗箱中，然后再次装入渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件5mm；盖上渗碳用渗箱的上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封；将渗碳用渗箱放入电阻炉内进行渗碳处理，压力1.0×105Pa，渗碳温度为930℃，渗碳时间7h；
c、经过步骤b渗碳处理后，将渗碳用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗碳处理后的低碳合金钢件；
d、将渗硼剂和渗硼用渗箱分别在200℃下，烘干3h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声20min，清洁工件表面，去除油污；
e、经过步骤d处理后，在渗硼用渗箱底部装入渗硼剂，再将清洗后的低碳合金钢件放入渗硼用渗箱，然后再次装入渗硼剂，使渗硼剂覆盖工件6mm；盖上渗硼用渗箱上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封，将渗硼用渗箱放入电阻炉内进行渗硼处理，压力1.0×105Pa，渗硼温度为930℃，渗硼时间6h；
f、经过步骤e渗硼处理后，将渗硼用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗硼处理后的低碳合金钢件；
g、将经过步骤f处理后的低碳合金钢件再次放入渗碳用渗箱中，加入步骤b中使用过的渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件5mm，盖上渗碳用渗箱的上盖，并用水加粘土将上盖密封后放入电阻炉中进行加热至850℃，保温时间1h，保温结束后迅速将工件进行油浴冷却，在油浴中加入了质量分数为5％的淬火剂，所述淬火剂由10份二烷基二硫代磷酸氧钼，10份硼酸铵，15份磺酸钙，20份2,4,6-叔丁基对苯二酚，2份氟硅消泡剂和43份的丙烯醇组成；
h、步骤g淬火结束后立即进行低温回火，回火温度为190℃，保温时间5小时。
实施例2
一种低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，包括以下步骤：
a、渗碳剂和渗碳用渗箱分别在190℃下，烘干4h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声30min，清洁工件表面，去除油污；
b、经过步骤a处理后，在渗碳用渗箱的底部倒入渗碳剂，再将低碳合金钢件放入渗碳用渗箱中，然后再次装入入渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件6mm；盖上渗碳用渗箱的上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封；将渗碳用渗箱放入电阻炉内进行渗碳处理，压力0.5×105Pa，渗碳温度为940℃，渗碳时间6h；
c、经过步骤b渗碳处理后，将渗碳用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗碳处理后的低碳合金钢件；
d、将渗硼剂和渗硼用渗箱分别在210℃下，烘干2h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声10min，清洁工件表面，去除油污；
e、经过步骤d处理后，在渗硼用渗箱底部装入渗硼剂，再将清洗后的低碳合金钢件放入渗硼用渗箱，然后再次装入渗硼剂，使渗硼剂覆盖工件5mm；盖上渗硼用渗箱上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封，将渗硼用渗箱放入电阻炉内进行渗硼处理，压力1.5×105Pa，渗硼温度为920℃，渗硼时间7h；
f、经过步骤e渗硼处理后，将渗硼用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗硼处理后的低碳合金钢件；
g、将经过步骤f处理后的低碳合金钢件再次放入渗碳用渗箱中，加入步骤b中使用过的渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件5mm，盖上渗碳用渗箱的上盖，并用水加粘土将上盖密封后放入电阻炉中进行加热至900℃，保温时间30min，保温结束后迅速将工件进行油浴冷却，在油浴中加入了质量分数为5％的淬火剂，所述淬火剂由10份二烷基二硫代磷酸氧钼，10份硼酸铵，15份磺酸钙，20份2,4,6-叔丁基对苯二酚，2份氟硅消泡剂和43份的丙烯醇组成；
h、步骤g淬火结束后进行低温回火，回火温度为200℃，保温时间3小时。
实施例3
一种低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，包括以下步骤：
a、渗碳剂和渗碳用渗箱分别在210℃下，烘干2h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声10min，清洁工件表面，去除油污；
b、经过步骤a处理后，在渗碳用渗箱的底部装入渗碳剂，再将低碳合金钢件放入渗碳用渗箱中，然后再次装入渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件5mm；盖上渗碳用渗箱的上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封；将渗碳用渗箱放入电阻炉内进行渗碳处理，压力1.5×105Pa，渗碳温度为920℃，渗碳时间8h；
c、经过步骤b渗碳处理后，将渗碳用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗碳处理后的低碳合金钢件；
d、将渗硼剂和渗硼用渗箱分别在190℃下，烘干4h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声30min，清洁工件表面，去除油污；
e、经过步骤d处理后，在渗硼用渗箱底部倒入渗硼剂，再将清洗后的低碳合金钢件放入渗硼用渗箱，然后再次装入渗硼剂，使渗硼剂覆盖工件6mm；盖上渗硼用渗箱上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封，将渗硼用渗箱放入电阻炉内进行渗硼处理，压力0.5×105Pa，渗硼温度为940℃，渗硼时间5h；
f、经过步骤e渗硼处理后，将渗硼用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗硼处理后的低碳合金钢件；
g、将经过步骤f处理后的低碳合金钢件再次放入渗碳用渗箱中，加入步骤b中使用过的渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件6mm，盖上渗碳用渗箱的上盖，并用水加粘土将上盖密封后放入电阻炉中进行加热至800℃，保温时间4h，保温结束后迅速将工件进行油浴冷却，在油浴中加入了质量分数为5％的淬火剂，所述淬火剂由10份二烷基二硫代磷酸氧钼，10份硼酸铵，15份磺酸钙，20份2,4,6-叔丁基对苯二酚，2份氟硅消泡剂和43份的丙烯醇组成；
h、步骤g淬火结束后进行低温回火，回火温度为160℃，保温时间6小时。
实施例4
一种低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，包括以下步骤：
a、渗碳剂和渗碳用渗箱分别在195℃下，烘干3.5h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声25min，清洁工件表面，去除油污；
b、经过步骤a处理后，在渗碳用渗箱的底部装入渗碳剂，再将低碳合金钢件放入渗碳用渗箱中，然后再次装入渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件5mm；盖上渗碳用渗箱的上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封；将渗碳用渗箱放入电阻炉内进行渗碳处理，压力0.8×105Pa，渗碳温度为925℃，渗碳时间6.5h；
c、经过步骤b渗碳处理后，将渗碳用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗碳处理后的低碳合金钢件；
d、将渗硼剂和渗硼用渗箱分别在205℃下，烘干2.5h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声15min，清洁工件表面，去除油污；
e、经过步骤d处理后，在渗硼用渗箱底部倒入渗硼剂，再将清洗后的低碳合金钢件放入渗硼用渗箱，然后再次装入渗硼剂，使渗硼剂覆盖工件6mm；盖上渗硼用渗箱上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封，将渗硼用渗箱放入电阻炉内进行渗硼处理，压力1.2×105Pa，渗硼温度为935℃，渗硼时间6.5h；
f、经过步骤e渗硼处理后，将渗硼用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗硼处理后的低碳合金钢件；
g、将经过步骤f处理后的低碳合金钢件再次放入渗碳用渗箱中，加入步骤b中使用过的渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件6mm，盖上渗碳用渗箱的上盖，并用水加粘土将上盖密封后放入电阻炉中进行加热至870℃，保温时间90min，保温结束后迅速将工件进行油浴冷却，在油浴中加入了质量分数为5％的淬火剂，所述淬火剂由10份二烷基二硫代磷酸氧钼，10份硼酸铵，15份磺酸钙，20份2,4,6-叔丁基对苯二酚，2份氟硅消泡剂和43份的丙烯醇组成；
h、步骤g淬火结束后进行低温回火，回火温度为190℃，保温时间7小时。
实施例5
一种低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，包括以下步骤：
a、渗碳剂和渗碳用渗箱分别在205℃下，烘干2.5h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声15min，清洁工件表面，去除油污；
b、经过步骤a处理后，在渗碳用渗箱的底部倒入渗碳剂，再将低碳合金钢件放入渗碳用渗箱中，然后再次倒入渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件5mm；盖上渗碳用渗箱的上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封；将渗碳用渗箱放入电阻炉内进行渗碳处理，在1.2×105Pa，渗碳温度为935℃，渗碳时间7.5h；
c、经过步骤b渗碳处理后，将渗碳用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗碳处理后的低碳合金钢件；
d、将渗硼剂和渗硼用渗箱分别在198℃下，烘干2.7h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声23min，清洁工件表面，去除油污；
e、经过步骤d处理后，在渗硼用渗箱底部倒入渗硼剂，再将清洗后的低碳合金钢件放入渗硼用渗箱，然后再次倒入渗硼剂，使渗硼剂覆盖工件6mm；盖上渗硼用渗箱上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封，将渗硼用渗箱放入电阻炉内进行渗硼处理，在0.9×105Pa，渗硼温度为926℃，渗硼时间6.3h；
f、经过步骤e渗硼处理后，将渗硼用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗硼处理后的低碳合金钢件；
g、将经过步骤f处理后的低碳合金钢件再次放入渗碳用渗箱中，加入步骤b中使用过的渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件6mm，盖上渗碳用渗箱的上盖，并用水加粘土将上盖密封后放入电阻炉中进行加热至820℃，保温时间90min，保温结束后迅速将工件进行油浴冷却，在油浴中加入了质量分数为5％的淬火剂，所述淬火剂由10份二烷基二硫代磷酸氧钼，10份硼酸铵，15份磺酸钙，20份2,4,6-叔丁基对苯二酚，2份氟硅消泡剂和43份的丙烯醇组成；
h、步骤g淬火结束后进行低温回火，回火温度为185℃，保温时间9小时。
对比例1
a、渗碳剂和渗碳用渗箱分别在160℃下，烘干3h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声12min，清洁工件表面，去除油污；
b、经过步骤a处理后，在渗碳用渗箱的底部倒入渗碳剂，再将低碳合金钢件放入渗碳用渗箱中，然后再次倒入渗碳剂，使渗碳剂没过工件；盖上渗碳用渗箱的上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封；将渗碳用渗箱放入电阻炉内进行渗碳处理，压力0.3×105Pa，渗碳温度为830℃，渗碳时间5h；
c、经过步骤b渗碳处理后，将渗碳用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗碳处理后的低碳合金钢件；
d、将渗硼剂和渗硼用渗箱分别在160℃下，烘干3h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声12min，清洁工件表面，去除油污；
e、经过步骤d处理后，在渗硼用渗箱底部装入渗硼剂，再将清洗后的低碳合金钢件放入渗硼用渗箱，然后再次装入渗硼剂，使渗硼剂没过工件；盖上渗硼用渗箱上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封，将渗硼用渗箱放入电阻炉内进行渗硼处理，压力1.0×105Pa，渗硼温度为930℃，渗硼时间8h；
f、经过步骤e渗硼处理后，将渗硼用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗硼处理后的低碳合金钢件；
g、将低碳合金钢件加热至800℃，并迅速转移至油浴中冷却，在油浴中加入了质量分数为5％的淬火剂，所述淬火剂由10份二烷基二硫代磷酸氧钼，10份硼酸铵，15份磺酸钙，20份2,4,6-叔丁基对苯二酚，2份氟硅消泡剂和43份的丙烯醇组成；
h、步骤g淬火结束后进行低温回火，回火温度为190℃，保温时5小时。
对比例2
a、渗碳剂和渗碳用渗箱分别在220℃下，烘干4h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声3min，清洁工件表面，去除油污；
b、经过步骤a处理后，在渗碳用渗箱的底部装入渗碳剂，再将低碳合金钢件放入渗碳用渗箱中，然后再次装入渗碳剂，使渗碳剂没过工件；盖上渗碳用渗箱的上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封；将渗碳用渗箱放入电阻炉内进行渗碳处理，压力2.0×105Pa，渗碳温度为1030℃，渗碳时间9h；
c、经过步骤b渗碳处理后，将渗碳用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗碳处理后的低碳合金钢件；
d、将渗硼剂和渗硼用渗箱分别在220℃下，烘干4h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声3min，清洁工件表面，去除油污；
e、经过步骤d处理后，在渗硼用渗箱底部装入渗硼剂，再将清洗后的低碳合金钢件放入渗硼用渗箱，然后再次装入渗硼剂，使渗硼剂没过工件；盖上渗硼用渗箱上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封，将渗硼用渗箱放入电阻炉内进行渗硼处理，压力1.0×105Pa，渗硼温度为930℃，渗硼时间8h；
f、经过步骤e渗硼处理后，将渗硼用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗硼处理后的低碳合金钢件；
g、将低碳合金钢件加热至800℃，并迅速转移至油浴中冷却，在油浴中加入了质量分数为5％的淬火剂，所述淬火剂由10份二烷基二硫代磷酸氧钼，10份硼酸铵，15份磺酸钙，20份2,4,6-叔丁基对苯二酚，2份氟硅消泡剂和43份的丙烯醇组成；
h、步骤g淬火结束后进行低温回火，回火温度为190℃，保温时5小时。
对比例3
a、渗碳剂和渗碳用渗箱分别在170℃下，烘干4h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声4min，清洁工件表面，去除油污；
b、经过步骤a处理后，在渗碳用渗箱的底部装入渗碳剂，再将低碳合金钢件放入渗碳用渗箱中，然后再次装入渗碳剂，使渗碳剂没过工件；盖上渗碳用渗箱的上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封；将渗碳用渗箱放入电阻炉内进行渗碳处理，在1.0×105Pa，渗碳温度为930℃，渗碳时间7h；
c、经过步骤b渗碳处理后，将渗碳用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗碳处理后的低碳合金钢件；
d、将渗硼剂和渗硼用渗箱分别在170℃下，烘干4h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声4min，清洁工件表面，去除油污；
e、经过步骤d处理后，在渗硼用渗箱底部装入渗硼剂，再将清洗后的低碳合金钢件放入渗硼用渗箱，然后再次装入渗硼剂，使渗硼剂没过工件；盖上渗硼用渗箱上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封，将渗硼用渗箱放入电阻炉内进行渗硼处理，压力0.3×105Pa，渗硼温度为830℃，渗硼时间5h；
f、经过步骤e渗硼处理后，将渗硼用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗硼处理后的低碳合金钢件；
g、将低碳合金钢件加热至800℃，并迅速转移至油浴中冷却，在油浴中加入了质量分数为5％的淬火剂，所述淬火剂由10份二烷基二硫代磷酸氧钼，10份硼酸铵，15份磺酸钙，20份2,4,6-叔丁基对苯二酚，2份氟硅消泡剂和43份的丙烯醇组成；
h、步骤g淬火结束后进行低温回火，回火温度为190℃，保温时5小时。
对比例4
a、渗碳剂和渗碳用渗箱分别在230℃下，烘干4h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声11min，清洁工件表面，去除油污；
b、经过步骤a处理后，在渗碳用渗箱的底部装入渗碳剂，再将低碳合金钢件放入渗碳用渗箱中，然后再次装入渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件；盖上渗碳用渗箱的上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封；将渗碳用渗箱放入电阻炉内进行渗碳处理，压力1.0×105Pa，渗碳温度为930℃，渗碳时间7h；
c、经过步骤b渗碳处理后，将渗碳用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗碳处理后的低碳合金钢件；
d、将渗硼剂和渗硼用渗箱分别在230℃下，烘干4h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声11min，清洁工件表面，去除油污；
e、经过步骤d处理后，在渗硼用渗箱底部装入渗硼剂，再将清洗后的低碳合金钢件放入渗硼用渗箱，然后再次装入渗硼剂，使渗硼剂覆盖工件；盖上渗硼用渗箱上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封，将渗硼用渗箱放入电阻炉内进行渗硼处理，压力2.0×105Pa，渗硼温度为1030℃，渗硼时间10h；
f、经过步骤e渗硼处理后，将渗硼用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗硼处理后的低碳合金钢件；
g、将低碳合金钢件加热至800℃，并迅速转移至油浴中冷却，在油浴中加入了质量分数为5％的淬火剂，所述淬火剂由10份二烷基二硫代磷酸氧钼，10份硼酸铵，15份磺酸钙，20份2,4,6-叔丁基对苯二酚，2份氟硅消泡剂和43份的丙烯醇组成；
h、步骤g淬火结束后进行低温回火，回火温度为190℃，保温时5小时。
对比例5
a、渗碳剂和渗碳用渗箱分别在200℃下，烘干4h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声8min，清洁工件表面，去除油污；
b、经过步骤a处理后，在渗碳用渗箱的底部倒入渗碳剂，再将低碳合金钢件放入渗碳用渗箱中，然后再次装入渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件；盖上渗碳用渗箱的上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封；将渗碳用渗箱放入电阻炉内进行渗碳处理，压力1.0×105Pa，渗碳温度为930℃，渗碳时间7h；
c、经过步骤b渗碳处理后，将渗碳用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗碳处理后的低碳合金钢件；
d、将渗硼剂和渗硼用渗箱分别在200℃下，烘干4h；将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声8min，清洁工件表面，去除油污；
e、经过步骤d处理后，在渗硼用渗箱底部倒入渗硼剂，再将清洗后的低碳合金钢件放入渗硼用渗箱，然后再次装入渗硼剂，使渗硼剂覆盖工件；盖上渗硼用渗箱上盖，并用由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封，将渗硼用渗箱放入电阻炉内进行渗硼处理，压力1.0×105Pa，渗硼温度为930℃，渗硼时间8h；
f、经过步骤e渗硼处理后，将渗硼用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗硼处理后的低碳合金钢件。
数据处理
分别通过实验测试实施例1-5和对比例1-5的钢件表面硬度、基体硬度、表面渗硼层厚度、以及表层和芯部的组织。测试结果见表1.
表1实验室数据表
由表1可知，按照本发明的方法公开的工艺参数进行表面处理后的钢件，获得良好的渗碳渗硼效果，具有优异的硬度、耐磨性和耐蚀性。其渗硼厚度适当且不易脱落，深层表面形成高碳马氏体、芯部则为板条马氏体，具有优异的使用性能。经过添加淬火剂的油浴淬火处理，能够减小渗硼层脆性，从而进一步提高钢件表面的抗腐蚀性能。
如上所述，本发明一种低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，先进行渗碳在进行渗硼可在低碳钢表面形成了一个过渡层，使渗硼层与钢基体结合较好，不易于脱落；在本方法保护的工艺范围内，能够获得良好的渗碳渗硼效果，提高了钢件的硬度、耐磨性和耐蚀性；提高了工件表面的冲击韧性；渗碳和渗硼对设备要求较低，进而节约了成本；使用淬火剂进行淬火，保证淬透性同时能够减小渗硼层脆性，从而进一步提高钢件表面的抗腐蚀。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (9)
1.一种低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、对渗碳剂和渗碳用渗箱进行预处理；对低碳合金钢件的表面进行清洁；
b、经过步骤a处理后，在渗碳用渗箱的底部倒入渗碳剂，再将低碳合金钢件放入渗碳用渗箱中，然后再次倒入渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件5～6mm；盖上渗碳用渗箱的上盖，并将上盖密封；将渗碳用渗箱放入电阻炉内进行渗碳处理，压力0.5～1.5×105Pa，渗碳温度为920～940℃，渗碳时间6～8h；
c、经过步骤b渗碳处理后，将渗碳用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗碳处理后的低碳合金钢件；
d、对渗硼剂和渗硼用渗箱进行预处理；对低碳合金钢件的表面进行清洁；
e、经过步骤d处理后，在渗硼用渗箱底部倒入渗硼剂，再将清洗后的低碳合金钢件放入渗硼用渗箱，然后再次装入渗硼剂，使渗硼剂覆盖工件5～6mm，上渗硼用渗箱上盖，并将上盖密封，将渗硼用渗箱放入电阻炉内进行渗硼处理，压力0.5～1.5×105Pa，渗硼温度为920～940℃，渗硼时间5～7h；
f、经过步骤e渗硼处理后，将渗硼用渗箱自电阻炉中取出，自然冷却至室温，取出经过渗硼处理后的低碳合金钢件；
g、将经过步骤f处理后的低碳合金钢件再次放入渗碳用渗箱中，加入步骤b中使用过的渗碳剂，使渗碳剂覆盖工件5～6mm，盖上渗碳用渗箱的上盖，并用水加粘土将上盖密封后放入电阻炉中进行加热至800～900℃，保温时间不少于30min，迅速放入油浴中进行淬火；
h、步骤g淬火结束后进行低温回火，回火温度为160～200℃，保温时间不低于3小时。
2.如权利要求1所述的低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，其特征在于：步骤g中所述油浴中加入了质量分数为5％的淬火剂。
3.如权利要求2所述的低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，其特征在于：所述淬火剂由10份二烷基二硫代磷酸氧钼，10份硼酸铵，15份磺酸钙，20份2,4,6-叔丁基对苯二酚，2份氟硅消泡剂和43份的丙烯醇组成。
4.如权利要求1所述的低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，其特征在于：所述步骤a中将渗碳剂和渗碳用渗箱进行预处理的方法为，将渗碳剂和渗碳用渗箱分别在190～210℃下，烘干2-4h。
5.如权利要求4所述的低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，其特征在于：所述对低碳合金钢件的表面进行清洁的方法为，将低碳合金钢件置于无水乙醇溶液中，超声10～30min。
6.如权利要求1所述的低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，其特征在于：所述步骤d中对渗硼剂和渗硼用渗箱进行预处理的方法为，将渗硼剂和渗硼用渗箱分别在190～210℃下，烘干2-4h。
7.如权利要求1所述的低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，其特征在于：所述步骤b和步骤e中，将由水玻璃和耐火泥调制而成的水玻璃泥覆涂到上盖边缘和渗箱内壁的结合面，进而将上盖密封。
8.如权利要求1所述的低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，其特征在于：所述步骤b中渗碳温度为930℃，渗炭时间7h。
9.如权利要求1所述的低碳合金钢件固体碳硼复合渗的表面处理方法，其特征在于：所述步骤e中渗硼温度为930℃，渗硼时间6h。
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