滲硼是模具制造行業常用的一種高溫化學熱處理工藝。滲硼硬度高達1300~2000HV,耐磨性高,優于其他表面熱處理;滲硼層熱穩定性好,在800℃以下能保持高硬度,耐蝕性和抗氧化性能較好。
按所用介質的物理狀態,滲硼可分為固體滲硼、液體滲硼、膏劑滲硼、氣體滲硼和電解滲硼等。
1. 固體滲硼
固體滲硼的溫度為800~950℃,保溫時間2~6h,優點是設備簡單、操作方便、工件表面易清洗,因而應用較廣。常用的固體粉末滲硼工藝及配方見表3-31。
2. 膏劑滲硼
膏劑滲硼是固體滲硼的一種發展。滲硼劑是由固體滲硼劑粉末與粘合劑調制而成。在被滲零件表面涂上厚1~2mm的滲硼劑,裝箱加熱或在保護氣氛中加熱保溫。膏劑滲硼既保持了固體滲硼的優點,又減少了滲硼劑的消耗量,而且易于局部滲硼,因而特別適宜于耐磨零件的滲硼。常用膏劑配方與滲硼工藝見表3-32。
3. 鹽浴滲硼
液體滲硼是在坩堝爐內進行。硼砂為主鹽,約占70%(質量分數)以上,適當添加碳酸鹽、氯化物、氟化鈉及氟氯酸鈉等,可以改善鹽浴的流動性,并以金剛砂、鋁粉、硅鈣合金、硅鐵等作為還原劑。熔鹽滲硼的溫度一般為950~1000℃,時間一般不超過6h,時間過長易使滲硼層變脆,熔鹽滲硼設備比較簡單,操作方便,工件沾鹽后不易清洗,帶有小孔、不通孔的零件不宜采用熔鹽滲硼。常用鹽浴滲硼的配方與工藝見表3-33。
氣體滲硼和電解滲硼等,由于工業上使用較少,故不再介紹。
滲硼工藝廣泛應用于各種冷作模具和熱作模具。
零件滲硼的缺點是滲層脆性高,淬火時易產生裂紋。因此最好是滲硼溫度與淬火溫度相近時,滲硼與淬火結合進行。零件滲硼工藝及使用壽命情況見表3-34。