[其他]鐵基粉末冶金制品燒結-滲硼一體化工藝

在審

• 申請號: 101986000008780
• 申請日: 1986-12-23
• 公開（公告）號: CN86108780B
• 公開（公告）日: 1988-07-06
• 發明（設計）人: 陳嘉權
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司
• 代理人: 柯濤;陸忠蘭

本發明是在金屬化學熱處理領域中用于處理鐵基粉末冶金制品的滲硼工藝，其特點是把燒結（或復壓復燒）與滲硼兩工序合并為一體化工藝，處理時將滲硼膏劑粘貼在處理工件表面上，置入密封罐內，加熱處理，無需保護氣氛。本發明除用于處理鐵基粉末冶金制品外，還可用于處理燒結溫度低于鐵硼共晶溫度時可滲硼的其它粉末冶金件。

本發明屬于金屬化學熱處理技術領域。用于處理鐵基粉末冶金制品及其它可滲硼的粉末冶金件。

粉末冶金制品較鋼鐵零件相比，成本低、工藝簡單，已在許多工業部門應用，但鐵基粉末冶金件，特別是鐵碳系，由于成分和密度等原因，強度、硬度較低、耐磨性較差，限制了它的應用范圍。滲硼可以提高粉末冶金件的耐磨性、耐腐性和耐熱性。但目前國內外都是采用先燒結（或復壓復燒）成制品、再加熱滲硼，分兩個工序的工藝。該工藝工時長、耗能多、投資大，不利于廣泛推廣應用。

1983年10月我國學者姜仲碩發表于《金屬熱處理》期刊上的一篇題為“鋼質硬質合金滲硼”的文獻，介紹的滲硼工藝是在燒結后進行的。

本發明的目的是創造一種把燒結（或復壓復燒）與滲硼合并為一個工序的一體化滲硼工藝，從而降低成本，節省工時，減少能耗、擴大粉末冶金制品的應用范圍。

本發明采用膏劑滲硼法，同時使用粘貼法，做法是：將滲膏涂敷在布或紙上，涂敷應均勻，厚度為1～2mm，把滲膏層剪成與需處理的零件表面尺寸形狀相應大小，貼在處理工件表面上，經低溫烘干后，裝入處理密封罐內，入爐加熱處理，加熱規范為1100℃×2h→900℃×2h無需提供保護氣氛，為獲得韌性滲層，可改變加熱規范，使滲層共晶化。

本發明把燒結與滲硼合并為一個工序，與原有技術相比，能節省工時，減少能耗。并可沿用原有設備，從而減少投資，降低零件成本。本發明用粘貼法，與原來的噴涂法和涂刷法比較，具有施工方便、設備簡單、厚度均勻、節約滲劑等優點。原有滲硼工藝在處理時需用一煤氣爐，將煤氣通入處理罐內使之造成保護氣氛，而新工藝不需保護氣氛，因而可減少設備、節約燃料。因此本發明可克服原有技術的缺點，使粉末冶金制品得到廣泛的應用。

實施例：

取適量B₄C為供硼劑，Na₂CO₃為活化劑，兩者均勻混合后，加入適量粘結劑，攪拌成滲膏，然后將滲膏涂敷在布上，以南寧粉末冶金廠壓制的195s氣門導管為樣品，其配料成分為98%Fe加2%C，密度是6.3克/cm²，將滲膏層按該工件表面形狀剪下并粘貼在滲件表面，低溫烘干后，裝入處理罐，罐用耐火泥密封，再入爐加熱至1100℃左右，然后保溫2小時左右，再降至900℃左右，最后根據所需滲硼層的厚度決定保溫時間，兩者成正比，保溫結束，出爐空冷。處理后零件表面粘結有少量殘渣，水浸輕擦即去。滲件表面光滑、呈深灰色。

對用新工藝燒結-滲硼后的195s氣門導管樣品，進行了金相組織觀察、滲層成分分析、滲硼層的顯微硬度、磨損特性、壓潰強度等物理、化學性能指標測定。結果為滲層與基體的界面較平坦、呈微小凹凸、無明顯梳齒狀;滲層厚度在120～190微米間，基體組織為珠光體和鐵素體，珠光體量在70%以上;滲層由單相Fe₂B組成。滲硼樣品進行30分鐘耐磨試驗，未滲硼與滲硼試樣失重之比值為138。滲硼樣品徑向壓潰強度大于300MN/m²，上述測試結果表明，本發明提供的滲硼-燒結一體化工藝，生產上完全可行、滲硼層的物理化學性質優良，硬度高（HV1200～1720）耐磨性好。