模具渗硼表面强化技术

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渗硼是近代发展起来的一种新型 热处理工艺，是指向金属或其他合金扩散渗入硼元素，以获得铁的硼化物的化学热处理工艺。
, {; w$ n8 |$ O. e+ h) C( }钢铁经过渗硼以后，表面具有很高的硬度（可达1300HV-2300HV）和高的耐磨性、良好的耐蚀性、抗高温氧化性和热硬性。该工艺已经逐渐成为广泛应用的表面扩散强化处理项目，在石油化工机械、汽车摩托车制造、纺织机械、工模具等方面应用较多。
钢铁经渗硼处理后，强化性能主要表现为：
1高硬度和高耐磨性 钢铁渗硼后得到硼铁化合物FeB或Fe2B，具有高的硬度，其显微硬度分别为1890HV—2340HV和1290HV—1680HV。
2、高的热硬性 铁硼化合物FeB和Fe2B是十分稳定的化合物，它具有良好的热硬性。其他合金硼化物也一样，除了具有很高的硬度外，稳定性也很好。经过渗硼的钢铁零件，一般在800以下能保持高硬度，能可靠地工作。
3、良好的抗高温氧化性剂抗蚀性 在高温下，工件表面的铁硼化合物与氧反应，生成B2O3（三氧化二硼），使得工件受到保护，使氧化过程停止或减缓，经渗硼处理的钢件在600以下抗氧化性能良好。渗硼对盐酸、硫酸、磷酸、醋酸、氢氧化钠水溶液、氧化钠水溶液都具有较高的抗蚀性。另外，渗硼对熔融铝、锌等有一定的抗蚀性。
4、脆性 渗硼层硬度很高，但脆性较大。因为铁硼化合物本身是硬而脆的金属化合物，而且，渗硼层很薄，与基体结合的方式主要是机械锲合，这种锲合方式不是很牢固，加之不同硼化物之间及基体之间比容、膨胀系数不同，在受力与温度变化情况下，产生不利的残留应力，致使脆性大，在承受较大冲击力时，容易剥落和开裂。这是渗硼的缺点，是其应用范围受限制的一个原因。
渗硼技术的应用：
3 n$ I5 ^7 O9 X目前渗硼技术在很多零件或 工模具上获得成功的应用。它不仅能成倍地提高使用寿命，而且可以用碳钢代替高合金钢，节约价格较贵的材料，降低生产成本。
2 a* W+ r* C  H  w  U8 t7 X渗硼应用实例：
1、 Cr12MoV钢制磁性材料成形模具渗硼，块状磁性材料是由粉末压制、烧结而成。粉末的硬度高达600—700HV，生产中模具消耗很大。例如用Cr12MoV制造的偏转凹模，经常采用淬火回火工艺，处理后的硬度在58—60HRC（580—620HV）之间，使用半个月型腔内壁就出现压坑，使压出来的半成品容易产生开裂而报废。采用渗硼淬火回火工艺后，模具的使用寿命提高了14倍。模具渗硼淬火后硬度为1650HV0.05，渗层深度在0.09—011mm，渗层为单相Fe2B。
2、 M12螺母六角套模渗硼 螺母六角套模在工作时承受较大的挤压力和强烈的磨损，使用寿命短，。材料为Cr12MoV，经1020—1040淬油，240*3小时回火，硬度为58—60HRC，其服役失效为磨损、拉毛、或挤裂，寿命不到1万件。同样材料采用渗硼+淬火回火工艺，其使用寿命达到2—3万件。如改用廉价的40Cr或T10材料制造的模具，采用渗硼处理，其使用寿命也比未经渗硼处理的Cr12MoV长。