铁基粉末冶金制品烧结渗硼一体化工艺.pdf

本发明属于金属化学热处理技术领域。用于处理铁基粉末冶金制品及其它烧结温度低于铁硼共晶温度时可渗硼的粉末冶金件。
    粉末冶金制品较钢铁零件相比，成本低、工艺简单，已在许多工业部门应用。但铁基粉末冶金件，特别是铁碳系，由于成分和密度等原因，强度、硬度较低、耐磨性较差，限制了它的应用范围。渗硼可以提高粉末冶金件的耐磨性、耐腐性和耐热性。但目前国内外都是采用先烧结（或复压复烧）成制品、再加热渗硼，分两个工序的工艺。该工艺工时长、耗能多、投资大，不利于广泛推广应用。

    本发明经中国科技情报所重庆分所国际联机检索，只检出1983年10月我国学者姜仲硕发表于《金属热处理》期刊上的一篇题为“钢质硬质合金渗硼”的文献，介绍的渗硼工艺是在烧结后进行的。其它有关烧结与渗硼一体化工艺的检索结果为零。

    本发明是创造一种把烧结（或复压复烧）与渗硼合并为一个工序的一体化渗硼工艺，从而降低成本，节省工时，减少能耗、扩大粉末冶金制品的应用范围。

    本发明采用膏剂渗硼法，同时使用粘贴法，做法是：将渗膏涂敷在布或纸上，涂敷应均匀，厚度为1～2mm，把渗膏层剪成与需处理的零件表面尺寸形状相应大小，贴在处理工件表面上，经低温烘干后，装入处理密封罐内，入炉加热处理，加热规范为1100℃×2h→900℃×2h，无需提供保护气氛。

    本发明把烧结与渗硼合并为一个工序，与原有技术相比，能节省工时，减少能耗，因可延用原有设备，从而减少投资，降低零件成本本发明用粘贴法，与原来的喷涂法和涂刷法比较，具有施工方便、设备简单、厚度均匀、节约渗剂等优点。原有渗硼工艺在处理时需用一煤气炉，将煤气通入处理罐内使之造成保护气氛，而新工艺不需保护气氛，因而可减少设备、节约燃料。因此本发明可克服原有技术的缺点，使粉末冶金制品得到广泛的应用。

    实施例：

    取适量B4C为供硼剂，为活化剂，两者均匀混合后，加入适量粘结剂，搅拌成渗膏，然后将渗膏涂敷在布上，以南宁粉末冶金厂压制的195s气门导管为样品，其配料成分为98%Fe加2%C，密度是6.3克/cm3，将渗膏层按该工件表面形状剪下并粘贴在渗件表面，低温烘干后，装入处理罐，罐用耐火泥密封，再入炉加热至1100℃左右，然后保温2小时左右，再降至900℃左右，最后根据所需渗硼层的厚度决定保温时间，两者成正比，保温结束，出炉空冷。处理后零件表面粘结有少量残渣，水浸轻擦即去。渗件表面光滑、呈深灰色。

    对用新工艺烧结-渗硼后的195s气门导管样品，进行了金相组织观察、渗层成分分析、渗硼层的显微硬度、磨损特性、压溃强度等物理、化学性能指标测定。结果为渗层与基体的界面较平坦、呈微小凹凸、无明显梳齿状;渗层厚度在120～190微米间，基体组织为珠光体和铁素体，珠光体量在70%以上;渗层由单相组成。渗硼样品进行30分钟耐磨试验，未渗硼与渗硼试样失重之比值为138。渗硼样品径向压溃强度大于300MN/m2，上述测试结果表明，本发明提供的渗硼-烧结一体化工艺，生产上完全可行、渗硼层层地物理化学性质优良，硬度高（HV1200～1720），耐磨性好。