專利名稱:增壓吸附式低溫滲硼法的制作方法
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%的活性碳，但因?yàn)樵诔合率褂?，起不到吸附作用。本發(fā)明中活性吸附劑的加入量在10%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。
本發(fā)明也同樣適用于在高溫滲硼及滲各種金屬中控制某些活化劑的分解速率。
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碳(加入量為40～60%)。
執(zhí)行的工藝規(guī)范如下(1)首先打開排氣閥〔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3-5μ厚度的連續(xù)硼化物層，其硬度Hv501310kg/cm2;45鋼表面可得20μ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)行有效的滲硼。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。
權(quán)利要求
1.一種低溫化學(xué)熱處理工藝PAR低溫滲硼法主要包括低于A1點(diǎn)的溫度、滲硼劑[6]、活化劑[9]，其特征在于它還包括滲硼罐[2]內(nèi)的一定氣氛壓力和活性吸附劑[8]。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的PAR低溫滲硼法，其中，滲硼罐〔2〕內(nèi)的一定氣氛壓力控制在相對(duì)壓力為1-20kg/cm2。在設(shè)備允許條件下，應(yīng)控制在較高的壓力范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的PAR低溫滲硼法，其中，滲硼罐〔2〕內(nèi)的一定氣氛壓力當(dāng)達(dá)到選定的控制壓力時(shí)，經(jīng)短期停留后進(jìn)行逐步減壓，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。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的PAR低溫滲硼法，其中，活性吸附劑〔8〕的加入量在10%以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1或2或3或4所述的PAR低溫滲硼法，其中，滲硼罐〔2〕內(nèi)的一定氣氛壓力和活性吸附劑，可應(yīng)用于高溫滲硼及各種滲金屬處理。
專利摘要
本發(fā)明是屬于一種化學(xué)熱處理工藝方法。
文檔編號(hào)C23C8/00GK85105278SQ85105278
公開日1986年8月6日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者王大庸, 張仲麟, 陳秀潔, 張學(xué)成 申請(qǐng)人:大連工學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan