[发明专利]一种工件表面强化低温固体B-Cr-Re催渗剂

说明书

本发明公开了一种工件表面强化低温固体B‑Cr‑Re催渗剂，其组分按质量比含量为：氯化镧（LaCl₃）8.2‑11.1份，氯化铈（CeCl₃）28.8‑31.4份，氧化镧（La₂O₃）34.0‑37.6份，氟化镧（LaF₃）18.8‑27.3份。本发明具有以下优点：1、共渗温度更低，成本更低，工件变形更小、无相变、无内应力、拓宽了在精密件上的应用；2、低温共渗层更加致密，无孔洞，厚度约为25~50μm，应用领域更广；3、低温共渗层质量更好，经济性更好，产业化潜力更大。

技术领域

本发明涉及一种低温催渗剂，具体地说是一种低温固体B-Cr-Re催渗剂。

背景技术

工件表面经渗硼处理后，在表面会获得一定厚度的渗硼层，因渗硼层具有高硬度、高耐蚀性、高耐磨性和优良的抗高温氧化性等特点，使渗硼技术得到十分广泛的应用，目前，主要应用在矿山机械、工程机械、农业机具等工件表面强化上。

目前，渗硼方法主要包括气体渗硼、液体渗硼和固体渗硼。其中，气体渗硼和液体渗硼因技术缺陷，大大限制其应用。国内外学者主要研究的渗硼技术为固体渗硼，渗硼温度约为750℃～950℃，渗硼时间约为1h～14h。国内主要研究的高校有山东大学、国防科技大学、武汉科技大学、佳木斯大学、山东农业大学、山东建筑大学。但这样工艺条件下渗硼技术存在明显的不足：①渗硼温度高、时间长、工件热处理后变形较大；②渗硼层脆性大，与基体结合不牢，容易剥落；鉴于以上不足，为进一步拓宽渗硼工艺的广泛应用。国内外学者、专家逐步开始探索低温渗硼技术的研究，并在部分工件表面开始试用。

所谓的低温渗硼是指在相变温度以下进行渗硼。由于低温渗硼技术可以得到单相Fe₂B结构，故低温渗硼技术不但可以减小工件变形，更多的是降低了渗硼脆性。这种渗硼技术特别适用于一些结构复杂、型腔小、精度要求高的工件表面；同时该低温渗硼工艺还具有简单、通用、操作方便、渗件易清洗等优点，已成为渗硼技术发展的重要组成部分。为提高硼原子低温时的扩散速度，改善渗硼层的质量。目前，山东建筑大学材料学院表面科学技术课题组逐步在催渗剂成分含量优化上开展了大量的研究工作，效果较为明显。主要采用氯化镧、氯化铈、氧化镧、氟化镧等为催渗剂。

中国专利ZL200810015959.7公开了一种硼-铬-稀土共渗剂及其共析线以下的低温共渗工艺，其中共渗剂成分中催渗剂为氯化镧，重量比为 5.0-6.0份，共渗温度为680℃，保温4h。工件经上述工艺共渗冷却后，得到相对单一的Fe₂B结构，但共渗层较浅，共渗层上存在一些大小不均的孔洞。

中国专利ZL201310297958.7公开了一种新型的硼-铬-稀土低温共渗剂，其中共渗剂成分中催渗剂为氯化镧，重量比为3.8-4.0份，共渗温度为600℃和650℃，保温6h。相对上一个专利催渗剂的用量明显降低，工件经这种工艺共渗冷却后，仍为单相Fe₂B结构，共渗层厚度约为30-52μm。但共渗层上仍然存在大小不均的孔洞，影响在精密器件上的应用。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种渗前表面淬火处理低温固体B-Cr-Re共渗后工件变形小、无相变、无内应力、共渗层更加致密、无孔洞、成本更低、技术产业化潜力更大，同时得到单相Fe₂B结构共渗层的低温固体B-Cr-Re共渗催渗剂。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种工件表面强化低温固体B-Cr-Re催渗剂，其组分按质量比含量为：氯化镧（LaCl₃）8.2-11.1份，氯化铈（CeCl₃）28.8-31.4份，氧化镧（La₂O₃）34.0-37.6份，氟化镧（LaF₃）18.8-27.3份。