專利名稱：一種用于低碳鋼快速微弧滲硼的溶液及滲硼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低碳鋼表面處理技術(shù)領(lǐng)域，特指一種用于低碳鋼在室溫條件下快速微
弧滲硼的溶液。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)滲硼技術(shù)是在加熱的條件下進行，其目的是在低碳鋼表面獲得高硬度、高耐
磨性，大幅提高低碳鋼零部件的使用壽命，甚至用低碳鋼代替高合金鋼在零部件上的使用。
專利200510027282與200610125370分別的鋼鐵滲硼配方和工藝，就屬于傳統(tǒng)的滲氮工藝。
但兩者配方都需加熱并且需多道工序，這樣容易導致零件的變形和成本的提高。 鋼在溶液中快速微弧滲硼是一種新型的鋼鐵表面改性技術(shù)，該技術(shù)在特定的電解
液中，以被處理鋼鐵為陰極，惰性材料為陽極，陰陽極之間施加一定的電壓，使電解液與鋼
鐵界面上產(chǎn)生電弧放電，形成等離子體的硼活性粒子，這些粒子在電場的作用下快速吸附、
滲透到鋼鐵表層，形成硼化物，實現(xiàn)鋼鐵表面的強化或改性。該技術(shù)制備的滲硼層性能達到
甚至超過傳統(tǒng)滲硼技術(shù)制備的滲硼層的性能，其對實際應用有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上的不足，提供一種新型的低碳鋼在室溫條件下快速微弧滲硼的溶 液。該溶液與環(huán)境兼容性好(電解液為弱堿性溶液)，工作溫度要求低(< 50°C )，處理速 度快(5-15分鐘)，具有處理效率高、節(jié)能、環(huán)保的特點。本發(fā)明處理后零件無變形，滲層硬 度可達HV800-1200，降低了成本，且該溶液適合幾乎所有的低碳鋼在溶液中快速微弧滲硼 工藝。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 本發(fā)明所述低碳鋼在溶液中快速微弧滲硼溶液組分及各組分的重量百分比為含 硼化合物25-40%，氫氧化物40-50%，鹵化物10-15%，水10-15% ;所述的含硼化合物 為四硼酸鈉或氟硼酸鈉，所述的氫氧化物為氫氧化鈉或氫氧化鉀，所述的鹵化物為氯化鈉 或氯化鉀，所述的水為蒸餾水或去離子水。 使用上述溶液對低碳鋼快速微弧滲硼的方法如下將低碳鋼試樣放入配制的快速 微弧滲硼溶液中，以低碳鋼為陰極，石墨為陽極，在室溫條件下加電壓至220V-300V，處理 5-15分鐘，即可得到硬度在HV800-1200的滲硼層。 本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進步，本發(fā)明開發(fā)研究的低碳鋼在溶液中快速微弧 滲硼溶液，因溶液為室溫，處理后零件無變形，簡化了處理工序，很好地降低了成本，滲層硬 度可達HV800-1200。
具體實施例方式
結(jié)合本發(fā)明技術(shù)方案提供以下實施例
實施例1
3
首先在一個10L槽中取2/3的蒸餾水，依次溶解3500g四硼酸鈉和4000g氫氧化 鉀，等槽中試劑全部溶解之后，將1500g氯化鈉在快速攪拌下倒入槽液中，直至完全混合均 勻，最后加水至IOL，得到電解液，將20鋼試樣放入配制的快速微弧滲硼溶液中，以20鋼為 陰極，石墨為陽極，加電壓至220V，處理8分鐘，即可得到硬度在HV900以上的滲硼層。
實施例2 首先在一個10L槽中取2/3的去離子水，依次溶解的3000g氟硼酸鈉和5000g氫 氧化鈉，等槽中試劑全部溶解之后，將1000g氯化鉀在快速攪拌下倒入槽液中，直至完全混 合均勻，最后加水至IOL，得到電解液，將15鋼試樣放入配制的快速微弧滲硼溶液中，以15 鋼為陰極，石墨為陽極，加電壓至260V，處理10分鐘，即可得到硬度在HV800以上的滲硼層。
實施例3 首先在一個15L槽中取2/3的蒸餾水，依次溶解3500g四硼酸鈉和5000g氫氧化 鈉，等槽中試劑全部溶解之后，將1000g氯化鈉在快速攪拌下倒入槽液中，直至完全混合均 勻，最后加水至IOL，得到電解液，將25鋼試樣放入配制的快速微弧滲硼溶液中，以25鋼為 陰極，石墨為陽極，加電壓至250V，處理12分鐘，即可得到硬度在HV1000以上的滲硼層。
權(quán)利要求
一種用于低碳鋼快速微弧滲硼的溶液，組分按重量百分比計算含硼化合物25-40％，氫氧化物40-50％，鹵化物10-15％，水10-15％。
2. 權(quán)利要求1所述的一種用于低碳鋼快速微弧滲硼的溶液，其特征在于含硼化合物 為四硼酸鈉或氟硼酸鈉，氫氧化物為氫氧化鈉或氫氧化鉀，鹵化物為氯化鈉或氯化鉀，水為 蒸餾水或去離子水。
3. 使用權(quán)利要求1所述的溶液對低碳鋼進行滲硼的方法，其特征在于將低碳鋼試樣放入配制的快速微弧滲硼溶液中，以低碳鋼為陰極，石墨為陽極，在室溫條件下加電壓至220V-300V，處理5-15分鐘，即可得到硬度在HV800-1200的滲硼層。
全文摘要
一種用于低碳鋼快速微弧滲硼的溶液，屬于表面處理技術(shù)領(lǐng)域。組分按重量百分比計算含硼化合物25-40％，氫氧化物40-50％，鹵化物10-15％，水10-15％。將低碳鋼試樣放入配制的快速微弧滲硼溶液中，以低碳鋼為陰極，石墨為陽極，在室溫條件下加電壓至220V-300V，處理5-15分鐘，即可得到硬度在HV800-1200的滲硼層，因溶液為室溫，處理后零件無變形，簡化了處理工序，很好地降低了成本。
文檔編號C23C8/42GK101693987SQ200910232928
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者包曄峰, 蔣永鋒 申請人:河海大學常州校區(qū);