3.5.2　渗镀的工艺原理及过程

可以用于渗镀工艺过程的方法很多，以与工件相接触的介质来分，有固体渗镀、液体渗镀和气体渗镀等。其中尤以固体渗镀工艺方法历史最为悠久，工艺上最为成熟，使用也最广。下面以这一工艺方法为例阐述其工艺原理。

图3-4　渗箱
1—箱体；2—箱盖；3—渗剂；4—零件；5—密封火泥

图3-4为固体渗镀时用的渗箱，由低碳钢钢板焊制而成，内填渗剂粉末，零件埋入渗剂中。渗剂由所需渗入的元素粉末、催渗剂和防烧结剂组成。渗箱合箱，密封后入炉经高温加热。箱内渗剂中的催渗剂一般为卤化物，如NH4C1、NH4Br、NH4I等。加热时，卤化物分解，所生成的N2和H2使渗箱内呈还原性气氛；同时，卤素与所需渗入的元素粉末（设为化合价二价的元素B）反应生成氯化物（BCl2）。

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在高温下，所生成的卤化物BCl2汽化，与零件材料表面的元素（设为化合价二价的材料）A产生化学反应，从而与基体材料形成表面合金镀层。

由上述可知，渗镀时渗层的形成包括了下列过程：

（1）凭借渗剂中催渗剂卤化物气体的置换作用、还原作用或热分解作用生成渗入元素的活性原子；

（2）化学反应生成的活性原子先吸附在零件表面自由能较高的部位上，随后陆续被零件表面材料所吸收，吸收过程包括活性原子融入基体表面的材料内，形成了表面固溶体层或金属间化合物层；

（3）随着渗剂原子的不断吸附和吸收，已融入零件表面材料内的渗剂原子在高温下向基体材料内部扩散，与此同时，基体材料原子也向渗层里面扩散，从而使渗层不断地持续增厚，这就是扩散过程，也是渗层的成长过程。