一种45钢渗硼工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109972078A(43)申请公布日2019.07.05(21)申请号201711501066.9(22)申请日2017.12.28(71)申请人广东技术师范学院地址510665广东省广州市天河区石牌中山大道293号(72)发明人王敏唐鹏(51)Int.Cl.C23C8/70(2006.01)C23C8/02(2006.01)C23G1/19(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种45钢渗硼工艺(57)摘要本发明公开了一种45钢渗硼工艺。所述渗硼工艺具体包括：1)试样预处理；2)渗硼剂配制；3)渗硼处理。试样经过除油、除锈、活化后放入按质量分数计分别为5％碳化硼、5％氟硼酸钾、2％活性炭和88％碳化硅组成的渗硼剂中，密封干燥30分钟后放入300℃电阻炉内，关好炉门。待电阻炉温度达到所需温度后，保温3小时，关掉电阻炉电源，随炉冷却。本发明能在较低温度较短保温时间条件下，在45钢表面获得厚度约为80μm，硬度约为1400HV的单相Fe2B渗层，该渗层在20％盐酸、10％硫酸、饱和氢氧化钠和10％氯化钠溶液中均具有优异的耐腐蚀性。CN109972078ACN109972078A权利要求书1/1页1.一种45钢渗硼工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：渗硼前试样处理1.1除油以NaOH，Na2CO3，Na4P2O7·10H2O，Na2SiO3，十二烷基苯磺酸钠为溶质配制除油剂，温度70℃条件下，试样在该溶液中浸泡20～40分钟，取出后用热水清洗。1.2除锈试样用浓度为20％的盐酸溶液浸泡15～20分钟，取出干燥后备用。1.3表面活化试样用1％的稀硫酸溶液浸泡5-10分钟。步骤二：粉末渗硼剂配制2.1以碳化硼、氟硼酸钾、活性炭、碳化硅为原料，按不同质量分数配制渗硼剂，搅拌均匀后，在150℃鼓风干燥炉中干燥30分钟。2.2试样装箱先在箱底铺一层厚为20-30mm的渗剂，再放入试样，试样间及试样与箱壁间保持10-15mm的间隙，然后再整箱填满渗硼剂，最后盖上箱盖并用耐火泥密封。步骤三：渗硼处理把密封后的渗箱干燥30分钟后放入300℃电阻炉内，关好炉门。待电阻炉温度达到800℃-950℃时，开始计时。保温3个小时后，关掉电阻炉电源，渗箱随炉冷却。2.根据权利要求1所述一种45钢渗硼工艺，其特征在于：除油剂溶质浓度分别为NaOH20g/L，Na2CO320g/L，Na4P2O7·10H2O20g/L，Na2SiO310g/L，十二烷基苯磺酸钠2g/L。3.根据权利要求1所述一种45钢渗硼工艺，其特征在于：渗硼过程中，最大温度偏差不能超过10℃。4.根据权利要求1所述一种45钢渗硼工艺，其特征在于：渗硼剂按质量分数5％碳化硼+5％氟硼酸钾+2％活性炭+88％碳化硅比例配制。2CN109972078A说明书1/3页一种45钢渗硼工艺技术领域[0001]本发明属于材料改性技术领域，具体涉及一种45钢渗硼的方法。背景技术[0002]将硼元素渗入工件表面的化学热处理工艺称为渗硼。自1990年渗硼技术被发明以来，渗硼剂的成分及配比、工艺方法和适用范围不断扩大，但目前应用较多的渗硼方法仍然是粉末法和熔盐法。粉末渗硼工艺因具有操作简单，不需要特殊设备，普通电、气、煤加热炉均可，渗后工件不需清洗、渗剂重复使用性好、成本较低和渗层厚度与组织易控制等优点而成为应用最广的固体渗硼方法。碳钢渗硼后工件表面会形成单相Fe2B或FeB+Fe2B硼化物层，从而提高材料表面的硬度、耐磨性、抗高温氧化性，及在除HNO3外的酸、碱、盐中的耐蚀性。但硼化物的脆性大。其中FeB的硬度、耐磨性比Fe2B高，脆性也更大。为减少渗层脆性，一般渗硼件都希望得到单相的Fe2B。发明内容[0003]鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能在45钢表面获得单相Fe2B的渗硼工艺。[0004]本发明所采用的技术方案，一种45钢渗硼工艺，具体包括以下步骤：[0005](1)渗硼前试样处理[0006]1.除油[0007]以NaOH，Na2CO3，Na4P2O7·10H2O，Na2SiO3，十二烷基苯磺酸钠为溶质配制除油剂，溶质浓度分别为NaOH20g/L，Na2CO320g/L，Na4P2O7·10H2O20g/L，Na2SiO310g/L，十二烷基苯磺酸钠2g/L。温度为70℃条件下，试样浸泡20～40分钟，取出后用热水清洗。[0008]2.除锈[0009]试样用浓度为20％的盐酸溶液浸泡15～20分钟，取出干燥后备用。[0010]3.表面活化[0011]试样用1％的稀硫酸溶液浸泡5-10分钟。[0012](2)粉末渗硼剂配制[0013]按质量分数计5％碳化硼+5％氟硼酸钾+2％活性炭+88％