各种渗层比较
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8%~15%V2O5+
60%~70%Na2B4O7+1%~3%NaF+Al
常用固体粉末
25%B2O3+23%Al+
52%SiC+4%KBF4
渗温
/℃
900~1000
910~950
≤950
950~980
渗时
/h
4~6
4左右
3~5
4~6
渗层
厚度Leabharlann 150μm左右5~20μm
≤200μm
50~80
渗层
组织
钒与铬的碳化物
高耐蚀性、高硬度、抗咬合性
渗前
处理
无
无
无
无
渗后
处理
淬火、回火
直接淬火或在防氧化措施下加热淬火、回火
在保护气氛炉或真空炉内加热淬火、回火
淬火、回火
应用
主要用于高碳工具钢
高碳钢零件或工模具
冷作模具钢冲头、弯曲模、成形模和拔管模
优点
高的热稳性
高的抗咬合性能
硬度和耐磨性优于渗钒渗硼层，抗盐酸浸蚀能力强于其他渗金属层
硬度
/HV
≤2000
3000~3600
1850~2290
渗层
性能
渗前
处理
渗后
处理
无
应用
以耐腐蚀为主的零件
优点
比渗钒层有较高的结合强度、疲劳强度和抗氧化性能
缺点
渗硼层很薄，脆性大受较大冲击时易开裂和剥落；处理温度高
其他
比较
项目
渗铬
渗钒
渗钛
渗铌
目的
提高零件在高温下的抗氧化性能以及在多数浸蚀性介质中的抗蚀性和耐磨性
提高刀具或模具的表面硬度、耐磨性和使用寿命
提高零件或工模具的表面硬度、耐磨性、耐蚀性
提高零件或工模具的表面硬度、耐磨性、和抗咬合性
气\液\固渗法及渗剂
各种渗层的比较
比较
项目
渗碳
渗氮
氮碳共渗
碳氮共渗
渗硼
目的
在保持零件的心部具有高的强韧性的同时，提高表面的硬度、耐磨性及疲劳强度
在保持零件的心部具有高的强韧性的同时，提高表面的硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性及改善耐蚀性
在保持零件的心部具有高的强韧性的同时，提高表面的硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性及改善耐蚀性
950~1050
渗时
/h
3~6
4~6
4~6
4~6
渗层
厚度
20μm
5~25μm
≤20μm
≤20μm
渗层
组织
铬的碳化物
VC
TiC
NiC
硬度
/HV
1000~1800
3000~3600
300~3800
2100~3500
渗层
性能
良好的抗高温氧化和抗多种介质腐蚀性
高的硬度、耐磨性和低的摩擦系数
高耐蚀性、高硬度、高耐磨性和低的摩擦系数
高的硬度、耐磨性和抗咬合性
缺点
抗氧化性能不好
抗氧化性能不好
热稳性和耐蚀性不如渗铬层
比较
项目
铬铝共渗
铬钒共渗
硼钒共渗
硼铝共渗
目的
提高零件的抗氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性
实现渗钒与渗铬的优良性能互补
实现渗硼与渗钒的优良性能互补
实现渗硼与渗铝的优良性能互补
气\液\固渗法及渗剂
硼砂盐浴
10%~15%Cr2O3+
渗温高于565℃时：ε+γ1+γ+α
Fe2B
或FeB+Fe2B
渗后
热处理
淬火+低温回火
无
无
淬火+回火
渗层
硬度
56~64HRC
950~1200HV
500~1000HV
58~67HRC
1300~2300HV
常用
渗剂
固：木炭，碳酸盐，粘结剂
优点
比渗氮工艺的渗层厚，可承受重载荷；工艺时间短；渗前不需要调质处理
渗氮层的机械性能比渗碳层的好；渗氮温度低，渗后不进行淬火处理，工件变形小；渗氮温度低
与渗氮相比，氮碳共渗的速度快，渗层韧性更高
与渗碳相比处理温度低，变形小，共渗层的机械性能更好
工艺时间短，渗层机械性能好
缺点
硬度和耐磨性不如渗氮层高；渗碳温度高，工件变形大；渗后往往需要淬火处理
渗氮层较薄、且脆性大，不能承受太大的接触应力和高的冲击载荷；渗氮时间长，生产率低，成本较高
数小时
数小时
3~5小时
渗层
厚度
0.5~3.5mm
0.5mm左右
0.75mm左右
40~150μm
C and/or
N含量
0.7％~0.9％
小于11%
C 0.8~0.95％
N 0.4％左右
B 8.8~16.2%
渗层
组织
网状碳化物+珠光体→珠光体→珠光体+铁素体
ε相，γ1相和α相
渗温低于565℃时：ε+γ1+α
在保持零件的心部具有高的强韧性的同时，提高表面的硬度、耐磨性及疲劳强度
在保持零件的心部具有高的强韧性的同时，提高表面的硬度、耐磨性和热硬性、改善耐蚀性
原子
半径
0.091 nm
0.075 nm
———
———
0.17 nm
渗温
/℃
900~950
480~560
570左右
900~1000
渗时
几小时到十几小时
数十到100小时
常用固体渗剂
50%铬铁+
45%Al2O3+5%NH4Cl
常用硼砂盐浴
5%~10%钒粉+
95%~90%无水硼砂+少量中性盐
固体粉末或颗粒
40%~50%钛粉+
55%~45%Al2O3+3%NaF+2%NH4Cl
硼砂盐浴
4%~8%铌粉+
96%~92%硼砂
渗温
/℃
950~1050
900~1000
900~1000
60%~70%Na2B4O7+1%~3%NaF+Al
常用固体粉末
25%B2O3+23%Al+
52%SiC+4%KBF4
渗温
/℃
900~1000
910~950
≤950
950~980
渗时
/h
4~6
4左右
3~5
4~6
渗层
厚度Leabharlann 150μm左右5~20μm
≤200μm
50~80
渗层
组织
钒与铬的碳化物
高耐蚀性、高硬度、抗咬合性
渗前
处理
无
无
无
无
渗后
处理
淬火、回火
直接淬火或在防氧化措施下加热淬火、回火
在保护气氛炉或真空炉内加热淬火、回火
淬火、回火
应用
主要用于高碳工具钢
高碳钢零件或工模具
冷作模具钢冲头、弯曲模、成形模和拔管模
优点
高的热稳性
高的抗咬合性能
硬度和耐磨性优于渗钒渗硼层，抗盐酸浸蚀能力强于其他渗金属层
硬度
/HV
≤2000
3000~3600
1850~2290
渗层
性能
渗前
处理
渗后
处理
无
应用
以耐腐蚀为主的零件
优点
比渗钒层有较高的结合强度、疲劳强度和抗氧化性能
缺点
渗硼层很薄，脆性大受较大冲击时易开裂和剥落；处理温度高
其他
比较
项目
渗铬
渗钒
渗钛
渗铌
目的
提高零件在高温下的抗氧化性能以及在多数浸蚀性介质中的抗蚀性和耐磨性
提高刀具或模具的表面硬度、耐磨性和使用寿命
提高零件或工模具的表面硬度、耐磨性、耐蚀性
提高零件或工模具的表面硬度、耐磨性、和抗咬合性
气\液\固渗法及渗剂
各种渗层的比较
比较
项目
渗碳
渗氮
氮碳共渗
碳氮共渗
渗硼
目的
在保持零件的心部具有高的强韧性的同时，提高表面的硬度、耐磨性及疲劳强度
在保持零件的心部具有高的强韧性的同时，提高表面的硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性及改善耐蚀性
在保持零件的心部具有高的强韧性的同时，提高表面的硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性及改善耐蚀性
950~1050
渗时
/h
3~6
4~6
4~6
4~6
渗层
厚度
20μm
5~25μm
≤20μm
≤20μm
渗层
组织
铬的碳化物
VC
TiC
NiC
硬度
/HV
1000~1800
3000~3600
300~3800
2100~3500
渗层
性能
良好的抗高温氧化和抗多种介质腐蚀性
高的硬度、耐磨性和低的摩擦系数
高耐蚀性、高硬度、高耐磨性和低的摩擦系数
高的硬度、耐磨性和抗咬合性
缺点
抗氧化性能不好
抗氧化性能不好
热稳性和耐蚀性不如渗铬层
比较
项目
铬铝共渗
铬钒共渗
硼钒共渗
硼铝共渗
目的
提高零件的抗氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性
实现渗钒与渗铬的优良性能互补
实现渗硼与渗钒的优良性能互补
实现渗硼与渗铝的优良性能互补
气\液\固渗法及渗剂
硼砂盐浴
10%~15%Cr2O3+
渗温高于565℃时：ε+γ1+γ+α
Fe2B
或FeB+Fe2B
渗后
热处理
淬火+低温回火
无
无
淬火+回火
渗层
硬度
56~64HRC
950~1200HV
500~1000HV
58~67HRC
1300~2300HV
常用
渗剂
固：木炭，碳酸盐，粘结剂
优点
比渗氮工艺的渗层厚，可承受重载荷；工艺时间短；渗前不需要调质处理
渗氮层的机械性能比渗碳层的好；渗氮温度低，渗后不进行淬火处理，工件变形小；渗氮温度低
与渗氮相比，氮碳共渗的速度快，渗层韧性更高
与渗碳相比处理温度低，变形小，共渗层的机械性能更好
工艺时间短，渗层机械性能好
缺点
硬度和耐磨性不如渗氮层高；渗碳温度高，工件变形大；渗后往往需要淬火处理
渗氮层较薄、且脆性大，不能承受太大的接触应力和高的冲击载荷；渗氮时间长，生产率低，成本较高
数小时
数小时
3~5小时
渗层
厚度
0.5~3.5mm
0.5mm左右
0.75mm左右
40~150μm
C and/or
N含量
0.7％~0.9％
小于11%
C 0.8~0.95％
N 0.4％左右
B 8.8~16.2%
渗层
组织
网状碳化物+珠光体→珠光体→珠光体+铁素体
ε相，γ1相和α相
渗温低于565℃时：ε+γ1+α
在保持零件的心部具有高的强韧性的同时，提高表面的硬度、耐磨性及疲劳强度
在保持零件的心部具有高的强韧性的同时，提高表面的硬度、耐磨性和热硬性、改善耐蚀性
原子
半径
0.091 nm
0.075 nm
———
———
0.17 nm
渗温
/℃
900~950
480~560
570左右
900~1000
渗时
几小时到十几小时
数十到100小时
常用固体渗剂
50%铬铁+
45%Al2O3+5%NH4Cl
常用硼砂盐浴
5%~10%钒粉+
95%~90%无水硼砂+少量中性盐
固体粉末或颗粒
40%~50%钛粉+
55%~45%Al2O3+3%NaF+2%NH4Cl
硼砂盐浴
4%~8%铌粉+
96%~92%硼砂
渗温
/℃
950~1050
900~1000
900~1000