渗硼
模具经渗硼后,其表面渗硼后硬度很高,达HV1200~2000,它不仅耐磨性好,而且还具有良好的红硬性、抗高温氧化性以及在硫酸、盐酸和碱中良好的抗蚀性。近十多年来,国内外广泛采用渗硼工艺,已取得明显成效。实践证明,渗硼是一种提高模具使用寿命的有效方法。渗硼处理方法有气体法、盐浴法、电解盐浴法和固体法。气体法因供硼剂(B2H6或BCl3)有毒,并有爆炸危险,且腐蚀性较强,故在生产中尚未采用;盐浴法与电解法由于盐浴流动性差,工件清洗困难,处理温度较高,坩埚寿命低,因此它们的应用受到一定限制。最近几年,国内外广泛采用固体渗硼方法.它与固体一样,所用设备和操作都较简单,便于推广,特别适合于中小型工厂及修理车间应用。盐浴渗硼一般采用930~980℃,而固体渗硼可以在850~900℃。固体渗硼有下列三种方法:
1.粉沫渗硼剂:它由硼铁或民B4C、KBF4或NH4Cl等、SiC或Al2O3按一定比例混合而成。KBF4作活化剂,SiC作填充剂。装箱密封,加热到850~1000℃,保温3~8小时。这种工艺的特点是操作简单,可在一般箱式炉中进行加热,重复使用时,只需加活化剂。使用后渗剂结块,粘结工件、需清洗。
2.粒状渗硼剂:它由硼铁或民B4C、KBF4、SiC等粉末靠粘结剂包聚成20~80目颗粒,在装箱密封以后,加热到850~950℃,保温3~8小时。这种方法操作简单,可在一般箱式炉中加热,重复使用性能好,使用后渗剂松散,不粘结工件、不必清洗。
3.膏状渗硼剂;将B4C、NaF(或CaF2)、Na2SiF6等胶水作粘结剂制成膏状,涂在工件表面,用高频加热到1150~1165℃2~3分钟;或在保护气氛下加热920~950℃。这种方法渗剂用量小,成本低。
渗硼层组织主要取决渗硼气氛、硼势的高低,硼势高时形成双相(FeB+Fe2B),硼势低时形成单相(Fe2B)。对于高碳钢及高合金钢来说,更容易形成双相渗层。由于FeB硬度高,脆性大,在FeB与Fe2B两相交界处又容易显微裂纹,因此对于受冲击力的冷作模具,希望获得单相Fe2B组织。渗硼层厚度不宜太深,对冷作模具来说,一般为0.05~0.15毫米就已足够。表8-48为渗硼冷挤压模具的应用实例。
表8-48 冷挤压模具渗硼的应用实例
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