[其他]增壓吸附式低溫滲硼法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85105278
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85105278B
• 公開(kāi)（公告）日: 1986-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王大庸;張仲麟;陳秀潔;張學(xué)成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連工學(xué)院
• 主分類號(hào): C23C8/70
• 分類號(hào): C23C8/70
• 代理公司: 大連工學(xué)院專利代理事務(wù)所
• 代理人: 修德金

本發(fā)明是屬于化學(xué)熱處理工藝。

在已有的技術(shù)中，各種滲硼方法都是在850～900℃范圍進(jìn)行，滲硼后需進(jìn)行淬火處理，這將引起被滲工件的尺寸變形。因而，高溫滲硼對(duì)尺寸精度要求較高的工、模具和一些耐磨件是難以實(shí)現(xiàn)的。

為使這些尺寸精度要求較高的工、模具和耐磨件，能夠直接置于回火溫度范圍滲硼，滲硼后不需淬火處理和再加工便可直接使用，問(wèn)題的關(guān)鍵在于尋求和選用一種合適的活化劑。然而，通常所使用的各種活化劑，在低溫滲硼使用時(shí)，有的分解太慢催滲作用不大，有的則因分解較快，活化劑被迅速消耗而失效。適于低溫滲硼的活化劑至今尚未找到，至使在560～620℃范圍的低溫滲硼未能得以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的目的在于：使用低溫分解速率較快的活化劑，通過(guò)增加壓力并加入活性吸附劑的方法，實(shí)現(xiàn)了在相變點(diǎn)A1以下，特別是在560～620℃范圍的滲硼。本發(fā)明把這種增壓吸附式低溫滲硼法稱之為PAR低溫滲硼法。

實(shí)現(xiàn)PAR低溫滲硼的主要構(gòu)思是：（1）用增加壓力的方法延緩活化劑的分解，相對(duì)壓力控制在1-20kg/cm2為宜，在設(shè)備條件允許的情況下，應(yīng)盡量控制在較高的壓力范圍。（2）用加入活性吸附劑的方法，使活化劑所分解的催滲氣體被吸附儲(chǔ)存。雖然在已有的滲硼技術(shù)中，有些配方作為填充劑加入2%（重量）的活性炭，但因?yàn)樵诔合率褂茫鸩坏轿阶饔谩１景l(fā)明中活性吸附劑的加入量在10%（重量）以上，在較高壓力下可吸附相當(dāng)數(shù)量的催滲氣體。（3）當(dāng)達(dá)到控制壓力后，經(jīng)短期停留，通過(guò)逐步減壓促進(jìn)尚未分解的活化劑進(jìn)行持續(xù)有效的分解，并使被吸附儲(chǔ)存的催滲氣體進(jìn)行持續(xù)的脫析。減壓速率與增壓程度和需要的滲硼時(shí)間有關(guān)，一般要在滲硼進(jìn)行到最后一小時(shí)，相對(duì)壓力降至0.5～1kg/cm2。這樣就保證了在整個(gè)滲硼期間內(nèi)，滲硼罐中始終存有不斷流動(dòng)的催滲氣體，提高滲硼速度。

附圖，是PAR低溫滲硼裝置示意圖。它包括加熱爐〔1〕、滲硼罐〔2〕、排氣凈化裝置〔3〕、排氣閥〔4〕和壓力表〔5〕。其中，在滲硼罐〔2〕中裝有滲硼劑〔6〕、被滲工件〔7〕、活性吸附劑〔8〕和活化劑〔9〕。活性吸附劑〔8〕可取出部分量與滲硼劑〔6〕混合。

下面是本發(fā)明的具體實(shí)施例：

按附圖方式裝料，滲硼溫度600℃，滲硼時(shí)間12小時(shí)，被滲材料是常規(guī)處理的M2高速鋼和調(diào)質(zhì)處理的45鋼。滲硼配料是由滲硼劑、活化劑和活性吸附劑組成。其中：

滲硼劑：硼鐵+填充劑。

活化劑：選用以氟硼酸銨為主并加入1%碳酸銨。

活性吸附劑：選用活性炭〔加入量為40～60%（重量）〕。

執(zhí)行的工藝規(guī)范如下：

（1）首先打開(kāi)排氣閥〔4〕，在300℃以下進(jìn)行緩慢升溫，利用碳酸銨分解氣在常壓下排出滲硼罐〔2〕內(nèi)的空氣。

（2）當(dāng)溫度達(dá)到300℃后，關(guān)閉排氣閥〔4〕并升溫到工藝溫度600℃。由于活化劑氟硼酸銨初始階段分解迅速，滲硼罐〔2〕內(nèi)壓力急劇增高。本實(shí)施根據(jù)設(shè)備情況通過(guò)排氣閥放氣，將壓力控制在9～10kg/cm2范圍內(nèi)。

（3）在9～10kg/cm2壓力下，經(jīng)短期停留后，通過(guò)排氣閥〔4〕緩慢放氣實(shí)現(xiàn)逐步減壓，使尚未分解的氟硼酸銨進(jìn)行持續(xù)有效的分解，使被活性碳吸附儲(chǔ)存的催滲氣體逐漸脫析。滲硼進(jìn)行到最后一小時(shí)，相對(duì)壓力降至0.5～1kg/cm2。

經(jīng)此實(shí)施例處理的M2高速鋼表面可得到3-5厚度的連續(xù)硼化物層，其硬度Hv501310kg/mm2;45鋼表面可得20，厚度的連續(xù)硼化物層，其硬度Hv1001450－1600kg/mm2。

PAR低溫滲硼法主要優(yōu)點(diǎn)在于：它能夠在A1點(diǎn)以下，特別是在560～620℃范圍對(duì)尺寸精度要求較高的工具、模具和一些耐磨件進(jìn)行有效鋼滲硼。在滲硼期間，滲硼罐內(nèi)始終存有不斷流動(dòng)的催滲氣體，滲硼速度快。本發(fā)明使用的滲硼配料透氣性好，消耗量小，經(jīng)重新添加適量的活化劑可多次重復(fù)使用。