固体渗硼工艺介绍及硼源替代方案

固体渗硼主要是用粉末或粒状介质进行渗硼的化学热处理工艺。固体渗硼时将工件埋入含硼介质中或在工件表面涂以含硼膏剂，装箱密封，加热保温。固体渗硼主要以碳化硼和硼铁作为供硼剂，由于此种供硼剂价格较贵，目前常采用硼砂来取代硼铁和碳化硼，其效果基本相同。加入一定量的活化剂可以加速渗硼速度和降低渗硼温度，缩短渗硼时间，活化剂的作用是产生气态化合物，提高渗剂的活性；另外加入一定量填充剂，它是渗剂的载体，可以防止溶剂烧结，保持渗剂松散性和还原性气氛的作用，以减少供硼剂和活化剂的用量。

常用的渗硼剂有非晶质硼、碳化硼、硼铁合金、硼砂及硼酐。常用的活化剂有氟硼酸盐、氟化物、碳酸盐、硼氢化钾、氯化铵。常用的填充剂有碳化硅、碳及三氧化二铝。

粉末渗硼剂在处理工件时，易与工件表面粘结，影响工件的表面质量。同时处理完工件后，渗剂易结块，影响渗剂的重复使用。粒状渗硼剂的出现克服了粉末渗剂的不足，所处理工件的表面光洁，渗剂松散，还可重复使用。膏剂渗硼是在粉末渗硼的基础上发展起来的，将粉末渗硼剂加上粘结剂制成膏剂，涂在需要渗硼的工件表面，然后加热扩散。(www.xing528.com)

渗硼工艺主要是控制温度与保温时间，其中温度是影响渗硼层质量的主要因素。渗硼温度一般在850～1000℃之间进行选择。

渗硼保温时间一般为3～5h，最长不超过6h。最有实用价值的渗硼层厚度为70～150μm。过长的渗硼保温时间不仅渗层深度增加不明显，而且使基体晶粒长大，渗层脆性增加，渗层与基体的结合力减弱。