3.固体渗硼
固体渗硼常以碳化硼(B4 C)或硼铁(B-Fe)等为供硼剂;氟硼酸钾(KBF4)和碳酸氢氨(NH4 HCO3)为催渗剂,工业纯氧化铝(Al2 O3)为填充剂,金属工件在渗硼箱中升温至800~950℃,保温2~6h,使硼元素渗入金属表面,从而获得深0.08~0.12mm的渗硼层。
(1)固体渗硼的特点
1)固体渗硼具有设备简单、操作方便、适应性强的特点,尤其适于处理大型模具;渗硼层组织基本为单相的Fe2 B或(Fe,M)2 B,硼化层硬度可达1600~2100HV,渗硼件表面清洁,不用清洗,渗剂无毒、可重复使用,应用广泛。
2)固体渗硼劳动强度大,工作条件差,模具多是单件生产,一般批量不大;渗硼速度慢,热扩散时间较长,且温度高,渗层浅;碳化硼、硼化铁等价格昂贵,成本较高。
(2)固体渗硼工艺
1)渗硼工艺过程。配制渗硼剂→装箱→热炉装箱→加热保温→冷却。
2)渗硼温度。渗硼温度为850~950℃(加热温度按工艺要求而定),若温度为950~1000℃,则渗硼时间可缩短,但会造成晶粒粗大,影响基体化学性能。
3)保温时间。保温时间为3~5h,最长不超过6h。一般为850℃保温4h(保温时间不包括渗箱透热时间)。渗箱与工件的透热时间应视其体积大小而定。
4)渗硼剂用量。渗硼剂一般由供硼剂、活化剂和填充剂组成。渗硼剂要根据工件的失效形式和受力状况来确定。工作中承受静压,以磨损为主要失效形式的工件应选择活性大的渗硼剂。承受冲击载荷或大挤压力的工件,应选用活性适中的渗硼剂。渗硼剂可重复使用,一般新、旧渗硼剂的配比(质量分数)为旧渗硼剂70%+新渗硼剂30%。
5)操作过程。工件用汽油或酒精或碱液清洗去油后晾干。在渗箱底部撒5mm厚的渗硼剂,垂直放置工件,以减少弯曲变形,然后填满渗硼剂(非工作面可用旧渗硼剂填充,以减少渗硼剂用量),用水玻璃调和粘土封箱。出炉或随炉冷却至室温开箱,渗硼后开箱直接淬火也可。(https://www.daowen.com)
6)质量检查。用三钾试剂或硝酸酒精溶液腐蚀后,检查硼化层厚度及硬度。
常用固体渗硼渗剂成分及工艺见表9-10。
表9-10 常用固体渗硼渗剂成分及工艺

(3)固体渗硼的操作要点
1)渗剂严禁受潮,受潮后必须低温烘干。
2)渗硼件装箱时必须双层密封,防止空气进入,使工件氧化。
3)防止杂质混入渗剂。重用的必须筛选,块状研细,每次添加的新渗剂,应尽量靠近工件。
4)热开箱淬火的渗剂易出现结块现象,应予以捣碎,以备再用。