钛及钛合金渗硼方法
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钛及钛合金渗硼技术的研究进展
材料表面工程
学 老 生：X 师：X X X X X
渗硼
1. 一种化学热处理工艺，也称为“硼化”。 2. 将金属工件放在一定温度的含硼介质 (例如硼粉或硼铁合金粉) 中 加热或电解 (用熔融硼砂作为电解液) ，产生活性硼原子渗入工件表 面，以提高表面硬度和耐磨性，并改善耐热性和耐蚀性。 3. 渗硼方法有固体渗硼、液体（盐浴渗硼）和气体渗硼之分，
前两种方 法应用较多。
钛及钛合金表面渗硼研究意义
1. 钛及钛合金比强度高、耐蚀性能好，但硬度低耐磨性能差，表 面强化技术，在钛及钛合金表面形成硼化物硬质相，可以有效提 高其表面硬度和耐磨性。 2. 钛合金渗硼后渗层是TiB2，具有极高的硬度( 3400HV) 优异的 耐磨性能、低电阻率( 15 × 10 － 6Ω ·cm) 以及良好的导热性能等 特性， 较其他方法有明显优势。
熔盐浸渍法渗硼
液体（盐浴）渗硼 熔盐电解法渗硼
熔盐浸渍法渗硼
1. 将钛浸入由硼酸、硼酸钾、碳酸钾和镁组成的混合熔盐， 在 750～950 ℃下加热一段时间，即可达到渗硼的目的。 2. 在处理过程中，镁使硼还原析出。为防止钛的氧化，熔
盐表面应用氢气等惰性气体进行保护。
3. 同固体法渗硼一样，钛的表层会生成带状的硼化物，但 这种方法生成的TiB2 渗硼层表面硬度仅为 1500 HV 左右。 其原因可能为熔盐中发生副反应导致渗硼层相成分复杂、 结构疏松、表面硬度降低。同时，熔盐的黏度高，处理
后零件表面附着的熔盐难以去除。
4. 针对熔盐浸渍法的缺陷发展了熔盐电解法。
谢
谢
粉末法渗硼 钛及钛合金固体渗硼法
渗硼剂配方易于调整 设备简单， 工艺操作方便
膏剂法渗硼
钛及钛合金膏剂法渗硼
1. 将 B4C、N2B4O7、 NaBF4、NaCl 、NH4Cl 等渗剂与粘结剂按 适当的比例调成膏体。 2. 然后涂在工件表面，干燥后( 多数要求在非氧化性环境中) 加热扩散形成渗层，由于膏剂在工件表面一般只涂3～5 mm左右，膏剂中不但供硼剂含量比粉末法的供硼剂高， 而且一般不加填充剂，只加少量使渗剂冷却后不与工件粘 结的抗粘结剂，常用温度一般在 850 ～ 950 ℃之间，保温 时间一般根据渗剂成分。 3. 这样在钛试样表面就会生成TiB2 和TiB，其表面硬度可达 3000 ～ 4000 HV。磨损试验证明，钛渗硼后磨损量显著减 少，摩擦因数降低到未渗硼材料的一半以下。
材料表面工程
学 老 生：X 师：X X X X X
渗硼
1. 一种化学热处理工艺，也称为“硼化”。 2. 将金属工件放在一定温度的含硼介质 (例如硼粉或硼铁合金粉) 中 加热或电解 (用熔融硼砂作为电解液) ，产生活性硼原子渗入工件表 面，以提高表面硬度和耐磨性，并改善耐热性和耐蚀性。 3. 渗硼方法有固体渗硼、液体（盐浴渗硼）和气体渗硼之分，
前两种方 法应用较多。
钛及钛合金表面渗硼研究意义
1. 钛及钛合金比强度高、耐蚀性能好，但硬度低耐磨性能差，表 面强化技术，在钛及钛合金表面形成硼化物硬质相，可以有效提 高其表面硬度和耐磨性。 2. 钛合金渗硼后渗层是TiB2，具有极高的硬度( 3400HV) 优异的 耐磨性能、低电阻率( 15 × 10 － 6Ω ·cm) 以及良好的导热性能等 特性， 较其他方法有明显优势。
熔盐浸渍法渗硼
液体（盐浴）渗硼 熔盐电解法渗硼
熔盐浸渍法渗硼
1. 将钛浸入由硼酸、硼酸钾、碳酸钾和镁组成的混合熔盐， 在 750～950 ℃下加热一段时间，即可达到渗硼的目的。 2. 在处理过程中，镁使硼还原析出。为防止钛的氧化，熔
盐表面应用氢气等惰性气体进行保护。
3. 同固体法渗硼一样，钛的表层会生成带状的硼化物，但 这种方法生成的TiB2 渗硼层表面硬度仅为 1500 HV 左右。 其原因可能为熔盐中发生副反应导致渗硼层相成分复杂、 结构疏松、表面硬度降低。同时，熔盐的黏度高，处理
后零件表面附着的熔盐难以去除。
4. 针对熔盐浸渍法的缺陷发展了熔盐电解法。
谢
谢
粉末法渗硼 钛及钛合金固体渗硼法
渗硼剂配方易于调整 设备简单， 工艺操作方便
膏剂法渗硼
钛及钛合金膏剂法渗硼
1. 将 B4C、N2B4O7、 NaBF4、NaCl 、NH4Cl 等渗剂与粘结剂按 适当的比例调成膏体。 2. 然后涂在工件表面，干燥后( 多数要求在非氧化性环境中) 加热扩散形成渗层，由于膏剂在工件表面一般只涂3～5 mm左右，膏剂中不但供硼剂含量比粉末法的供硼剂高， 而且一般不加填充剂，只加少量使渗剂冷却后不与工件粘 结的抗粘结剂，常用温度一般在 850 ～ 950 ℃之间，保温 时间一般根据渗剂成分。 3. 这样在钛试样表面就会生成TiB2 和TiB，其表面硬度可达 3000 ～ 4000 HV。磨损试验证明，钛渗硼后磨损量显著减 少，摩擦因数降低到未渗硼材料的一半以下。