化学热处理渗剂 技术条件
1 范围
本标准规定了化学热处理渗剂的技术要求、试验方法和安全要求等。
本标准适用于碳素钢、合金钢、铸铁及其他金属材料与粉末冶金制品进行化学热处理时采用的渗剂。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 210.1—2004 工业碳酸钠及其试验方法 第1部分：工业碳酸钠（BS 3674：1981，MOD）
GB 253 煤油（GB 253—1989，neq ASTM D3699：1983）
GB/T 470 锌锭（GB/T 470—1997，eqv ISO 252：1981）
GB 536 液体无水氨（GB 536—1988，neq ГOCT 6221：1982）
GB/T 537 工业十水合四硼酸二钠（GB/T 537—1997，eqv ISO 1916：1972）
GB/T 678 化学试剂 乙醇（无水乙醇）（GB/T 678—2002，ISO 6353-2：1983，NEQ）
GB/T 683 化学试剂 甲醇（GB/T 683—2006，ISO 6353-2：1983，NEQ）
GB/T 684 化学试剂 甲苯（GB/T 684—1999，neq ISO 6353-2：1983）
GB/T 686 化学试剂 丙酮（GB/T 686—2008，ISO 6353-2：1983，NEQ）
GB/T 690 化学试剂 苯（GB/T 690—2008，ISO 6353-3：1987，NEQ）
GB/T 1196 重熔用铝锭
GB/T 1614 工业碳酸钡（GB/T 1614—1999，neq JIS k1415：1961（1983））
GB/T 2085.1 铝粉 第1部分：空气雾化铝粉
GB 2440 尿素
GB/T 2946 氯化铵
GB 3095—1996 环境空气质量标准
GB/T 3634 氢气 第1部分：工业氢
GB/T 3864 工业氮
GB/T 4153 混合稀土金属
GB/T 4842 氩
GB/T 6890 锌粉
GB/T 7232 金属热处理工艺术语
GB/T 8121 热处理工艺材料术语
GB 8978 污水综合排放标准
GB/T 9450 钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核（GB/T 9450—2005，ISO 2639：2002，MOD）
GB/T 11354—2005 钢铁零件 渗氮层深度测定和金相组织检验
JB/T 3999 钢件的渗碳与碳氮共渗淬火回火
JB/T 4215 渗硼
JB/T 4218 硼砂熔盐渗金属
JB/T 9198 盐浴硫氮碳共渗
JB/T 9203 固体渗碳剂
3 术语和定义
GB/T 7232、GB/T 8121中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1 活性物质 active substance
在化学热处理温度下，使渗剂产生所要求元素的活性原子的物质。
3.2 清净剂 detergent
使金属工件表面和渗剂表面清净并活化，以促进化学热处理过程的物质。
3.3 松装比容 unit volume
渗剂单位质量的体积称松装比容。一般用于表征渗剂的特性，以cm3/g表示。
3.4 压溃率 smash ratie
表征介质承受载荷的能力。在一定压载荷作用下，介质压碎部分质量与全部质量之比率称为压溃率，以百分数表示。
4 渗剂的分类
4.1 根据化学热处理时其主要物理状态分为气体渗剂、液体渗剂和固体渗剂三大类，其细分类如下。
4.1.1 气体渗剂
a）液态有机化合物裂解气渗剂；
b）原料气渗剂。
4.1.2 液体渗剂
a）熔盐渗剂；
b）热浸剂。
4.1.3 固体渗剂
a）粉末渗剂；
b）粒状渗剂；
c）膏体渗剂。
4.2 根据渗入元素的名称分类：
渗碳剂、渗氮剂、碳氮共渗剂、氮碳共渗剂、渗硫剂、硫氮共渗剂、硫氮碳共渗剂、渗硼剂、渗铝剂、渗铬剂、渗锌剂、渗硅剂、渗钒剂、渗钦剂、铬铝共渗剂、铬铝硅共渗剂及硼氮符合渗剂等。
4.3 根据渗入元素的组元数量分类：
a）单元渗剂；
b）二元共渗剂；
c）多元共渗剂等。
5 渗剂的技术要求
5.1 化学性能
在选择和生产渗剂时，应注意如下一些要求：
a）成分稳定、活性高，有害杂质、腐蚀性物要少；
b）对空气污染小，对操作者毒害小；
c）盐浴易调整，在工件上附着时易清除；
d）有机液体裂解气体渗剂，其成分要求稳定，且容易裂解。
几种常用渗剂的化学成分见附录A的有关规定。
5.2 物理性能
5.2.1 气体渗剂
气体渗剂如丙烷、丁烷、液氨及氮气等，一般采用瓶装商品，瓶内气体应减压及干燥后使用。压力应恒定，气流速度应能调节，在强制循环条件下，混合炉气应无成分偏析。
5.2.2 液体渗剂
液体渗剂的熔点应较使用温度低50～100℃，渗剂不易老化，便于捞渣，在使用温度范围内流动性好，黏度小，蒸发量少。
5.2.3 固体渗剂
固体渗剂一般要求持续性好，使用后应保持松散：对于膏体渗剂，要求涂刷方便，涂在金属件上干燥后不开裂，化学热处理后应容易清除。
5.2.3.1 粒度
应按渗剂的性能、工艺要求、工件形状和大小而定。通常固体渗剂粒度0.5～0.6mm；粉末渗铬剂和粉末渗硼剂等粒度为80～200目；粒状渗铬剂和粒状渗硼剂等粒度为16～80目。
5.2.3.2 松装比容
应满足工艺的要求，通常粒状渗硼剂的松装比体积为0.9～1.4cm3/g。
5.2.3.3 压溃率(www.xing528.com)
要求粒状渗剂的压溃率小，通常粒状渗铬剂的压溃率应小于10%。
5.3 使用性能
不同渗剂使用相应的化学热处理工艺，应达到规定的渗层深度、组织、表面硬度和脆性等级等要求。
6 试验方法与验收规则
6.1 渗剂的松装比容
按JB/T 4215规定测量。
6.2 粒状渗剂的压溃率测定方法
称取渗剂重Q1=30g，放入截面为12.5cm2的容器中（如图1所示）加载到P=4900N，停留5s卸载，取出渗剂，用规定80目筛子过筛后，再称渗剂重，以Q2表示，压溃率h按式（1）计算：
6.3 渗剂的使用效果检验
渗剂的质量评定，按正确实施工艺处理后，检查渗件表面质量、渗层深度、硬度及组织等性能指标。
6.3.1 目视检查
要求渗件表面色泽正常、均匀光洁、无裂纹、无剥落、
无腐蚀斑等缺陷。
6.3.2 表面硬度
6.3 渗剂的使用效果检验
渗剂的质量评定，按正确实施工艺处理后，检查渗件表面质量、渗层深度、硬度及组织等性能指标。
6.3.1 目视检查
要求渗件表面色泽正常、均匀光洁、无裂纹、无剥落、
无腐蚀斑等缺陷。
6.3.2 表面硬度
图1 压溃试验装置
按工艺种类或渗层深度和硬度值选择合适的硬度计及试验力（或由供需双方商定）。表面硬度值及允许偏差范围应符合JB/T 3999、JB/T 4215及JB/T 4218的规定。
6.3.3 渗层深度
按一般渗层金相检验方法进行断面渗层深度测量，渗层深度应达到工艺规定。
6.3.4 硬化层深度
按GB/T 9450规定测量。
6.3.5 金相组织
根据零件要求达到各自的正常组织。
6.3.6 疏松层
化合物层中的疏松层按GB/T 11354—2005规定测量，一般工件1～3级合格，精密工件1～2级合格。
6.3.7 渗层脆性
按GB/T 11354—2005规定进行评级，一般工件1～3级合格，精密工件1～2级合格。
7 安全要求
7.1 在通常的条件下，生产和使用渗剂应采取相应的保护措施，不应对人体有不良影响或造成危害。
7.2 使用气体渗剂时，加热炉中的废气必须经燃烧、吸收或中和处理，有毒气体的含量应符合GB 3095的规定方可排放。
7.3 易燃、易爆气瓶周围严禁烟火，并应配备足够的二氧化碳或四氯化碳灭火器材；使用易爆气体的加热设备必须有防爆装置。
7.4 熔盐等液体渗剂中严禁采用氰化物等剧毒原料，工作过程中有毒的反应产物，其废盐必须进行中和处理，清洗介质或淬火介质也需进行消毒，符合GB 8978标准规定后方可排放，氰化物排放量不允许超过0.5mg/L。
7.5 生产和使用固体渗剂的操作间应设置抽风排气装置减少粉尘。在空气中的飘尘含量应符合GB 3095规定，允许碳酸盐、金属粉尘等烟雾极限浓度不大于0.5mg/m3。
7.6 防止废盐、废渣、废油对环境污染，应按照国家卫生监督机构的有关法规对“三废”进行收集、中和或稀释等必要的处理。
8 包装、运输和贮存
8.1 渗剂产品应附有质量产品合格证，包括产品名称、生产厂名、批号、产品质量指标或标准号、检验部门和检验员章、检验日期等。
8.2 渗剂的包装应保证防潮、安全和可靠，有效期限一年。
8.3 固体渗剂的包装一般分为1kg、5kg、10kg、25kg、50kg五种；气体原料应装入检验合格的钢瓶（罐）中。
8.4 渗剂包装应有牢固的标志，内容包括生产厂名、产品名称型号、级别、净重、批号、生产及出厂日期、有效期等。
有毒渗剂应有特殊标志。
8.5 渗剂运输、贮存时，应避免雨淋、受潮，易燃品、易爆品应采取可靠的防燃、防爆措施。附录A
（规范性附录）
几种常用渗剂的化学成分与特点
表A.1给出了几种常见渗剂的化学成分与特点。
表A.1 几种常见渗剂的化学成分与特点
图1 压溃试验装置
按工艺种类或渗层深度和硬度值选择合适的硬度计及试验力（或由供需双方商定）。表面硬度值及允许偏差范围应符合JB/T 3999、JB/T 4215及JB/T 4218的规定。
6.3.3 渗层深度
按一般渗层金相检验方法进行断面渗层深度测量，渗层深度应达到工艺规定。
6.3.4 硬化层深度
按GB/T 9450规定测量。
6.3.5 金相组织
根据零件要求达到各自的正常组织。
6.3.6 疏松层
化合物层中的疏松层按GB/T 11354—2005规定测量，一般工件1～3级合格，精密工件1～2级合格。
6.3.7 渗层脆性
按GB/T 11354—2005规定进行评级，一般工件1～3级合格，精密工件1～2级合格。
7 安全要求
7.1 在通常的条件下，生产和使用渗剂应采取相应的保护措施，不应对人体有不良影响或造成危害。
7.2 使用气体渗剂时，加热炉中的废气必须经燃烧、吸收或中和处理，有毒气体的含量应符合GB 3095的规定方可排放。
7.3 易燃、易爆气瓶周围严禁烟火，并应配备足够的二氧化碳或四氯化碳灭火器材；使用易爆气体的加热设备必须有防爆装置。
7.4 熔盐等液体渗剂中严禁采用氰化物等剧毒原料，工作过程中有毒的反应产物，其废盐必须进行中和处理，清洗介质或淬火介质也需进行消毒，符合GB 8978标准规定后方可排放，氰化物排放量不允许超过0.5mg/L。
7.5 生产和使用固体渗剂的操作间应设置抽风排气装置减少粉尘。在空气中的飘尘含量应符合GB 3095规定，允许碳酸盐、金属粉尘等烟雾极限浓度不大于0.5mg/m3。
7.6 防止废盐、废渣、废油对环境污染，应按照国家卫生监督机构的有关法规对“三废”进行收集、中和或稀释等必要的处理。
8 包装、运输和贮存
8.1 渗剂产品应附有质量产品合格证，包括产品名称、生产厂名、批号、产品质量指标或标准号、检验部门和检验员章、检验日期等。
8.2 渗剂的包装应保证防潮、安全和可靠，有效期限一年。
8.3 固体渗剂的包装一般分为1kg、5kg、10kg、25kg、50kg五种；气体原料应装入检验合格的钢瓶（罐）中。
8.4 渗剂包装应有牢固的标志，内容包括生产厂名、产品名称型号、级别、净重、批号、生产及出厂日期、有效期等。
有毒渗剂应有特殊标志。
8.5 渗剂运输、贮存时，应避免雨淋、受潮，易燃品、易爆品应采取可靠的防燃、防爆措施。附录A
（规范性附录）
几种常用渗剂的化学成分与特点
表A.1给出了几种常见渗剂的化学成分与特点。
表A.1 几种常见渗剂的化学成分与特点
（续）
（续）
（续）
（续）
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