电解液渗硼技术及应用

电解法液体渗硼是将工件插入电解槽中，电解质为熔融的硼砂及少量碳化硅或硼酐。工件为阴极，石墨为阳极，也可直接用电解槽为阳极。在外界电源作用下，熔融的硼砂发生热分解和电解反应：

Na₂^B4O7→Na₂O+2B₂O₃ Na₂B₄O₇→2Na+N₄O₇^2-

在电解过程中，阳极上有如下反应并形成硼酐2B4O72--4e→4B2O3+O2，在阴极（工件）上6Na++6e→6Na，在工件上析出钠，一部分浮在熔盐表面被燃烧，另一部分将硼酐（B₂O₃）还原成活性硼原子，即6Na+B₂O₃=3Na₂O+2[B]

[B]被工件表面吸收、扩散，形成硼化物层。硼化物层的组成主要与渗硼温度、时间、电流密度及钢的化学成分有关。电解渗硼工艺见表3-28。(www.xing528.com)

表3-28 电解渗硼工艺

电解渗硼使用的原料成本低廉，渗硼速度快，可在较低的温度下进行，并且还可以通过调整电参数控制渗硼厚度，适用于形状简单的零件。形状较为复杂的工件，因各部位的电流密度不匀，渗硼层厚度也不均匀。工件的一边朝向阳极，另一边朝向阴极，高温下易发生变形。在渗硼过程中，随着阳极的不断消耗，电流密度下降，硼化层变薄。此外，由于熔融的硼砂对金属坩埚的浸蚀作用，坩埚寿命短。如果坩埚材料的合金元素溶入盐浴，则盐浴会逐步降低渗硼能力，且渗硼工件的清洗也较困难。鉴于此，电解渗硼的应用受到了限制。