[发明专利]一种在铝产品表层渗硼的方法及制品

说明书

本发明涉及铝产品成型后热处理技术领域。

现有的铝及其合金的产品都具有塑性好、硬度比钢差。如果在熔炼时加入其它元素，经热处理强度提高了，硬度也提高了，可冲击断裂现象也增强了。就是这样工作的表层硬度也只有HRC50°以下。脆性断列是高强度金属及其合金的一种缺陷，由其是在高速航空器械的配件上，要求重量轻、强度高、低应力脆断问题尤其突出。

本发明是为了降低机械配件的重量、增加强度、提高表层的硬度、维持原有材料的塑性、韧性、并提高冲击过载反射性。

本发明是利用金属的原子间隙在一定的条件下，可以渗入其它元素的原理及B元素有在金属表层快速渗入的特性，在用铝及其合金制造的工件、配件、器械、工具、用具等（以下称工件）的表层渗入硼的方法。通过本方法加工的工胙成分的不同渗硼的深度，工件表层强度、硬度都有所不同、影响以上机机械性能的还有渗硼温度、保温时间、催渗剂的强度及降温时间、加工方法等因素。

以下进一步描述以明的实施方法。

一、把要求渗硼的工件升温到100℃以上450℃以下（根据材料成分的不同可调整上线温度），升温时要求工件不能变形、表面不能有油及氧化层。

二、把已升到温度线上的工件表层喷上B砂粉，要求近可能均匀、在喷硼后或同时喷上Mn的化合物作催渗剂（可用KM_nO₄）。也可以用常规渗硼法渗硼。

三、把已喷完B及催渗剂KM_nO₄的工件在450℃左右保温数分钟后，缓慢降温到150℃在升温到250℃保温数分钟、在缓慢降温到120℃保温数分钟，在缓慢降温到60℃保温数分钟后，缓慢降至室温。

四、把已渗完硼工件的表层外多余B粉及KM_nO₄粉清除掉，在根据需要喷保护漆等。

使用本法加工铝及其合金的表层，形成一种多元素混合层，硬度可达HRC65°以上。因在加工过程中有保温、缓慢降温等工艺过程，使工件从内向外逐步增加硬度、外层硬度最高、可有几um-几MM之间，在向内是几um-几MM的过渡层，在向内还保持原材料的特性。因表层硬度高所以耐磨性也提高了。同时还提高了抗冲击载荷的能力，当冲击载荷超出了工件表层程载能力时，在冲击点上或塑性变形上具有反射性能，工件内部可呈现局部塑性变形，可有效的防止冲击过载断裂现象。其它机械性能也有所提高。