专利名称：一种用于低碳钢快速微弧渗硼的溶液及渗硼方法
技术领域：
本发明属于低碳钢表面处理技术领域，特指一种用于低碳钢在室温条件下快速微
弧渗硼的溶液。
背景技术：
传统渗硼技术是在加热的条件下进行，其目的是在低碳钢表面获得高硬度、高耐
磨性，大幅提高低碳钢零部件的使用寿命，甚至用低碳钢代替高合金钢在零部件上的使用。
专利200510027282与200610125370分别的钢铁渗硼配方和工艺，就属于传统的渗氮工艺。
但两者配方都需加热并且需多道工序，这样容易导致零件的变形和成本的提高。 钢在溶液中快速微弧渗硼是一种新型的钢铁表面改性技术，该技术在特定的电解
液中，以被处理钢铁为阴极，惰性材料为阳极，阴阳极之间施加一定的电压，使电解液与钢
铁界面上产生电弧放电，形成等离子体的硼活性粒子，这些粒子在电场的作用下快速吸附、
渗透到钢铁表层，形成硼化物，实现钢铁表面的强化或改性。该技术制备的渗硼层性能达到
甚至超过传统渗硼技术制备的渗硼层的性能，其对实际应用有重要的意义。
发明内容
本发明针对以上的不足，提供一种新型的低碳钢在室温条件下快速微弧渗硼的溶 液。该溶液与环境兼容性好(电解液为弱碱性溶液)，工作温度要求低(< 50°C )，处理速 度快(5-15分钟)，具有处理效率高、节能、环保的特点。本发明处理后零件无变形，渗层硬 度可达HV800-1200，降低了成本，且该溶液适合几乎所有的低碳钢在溶液中快速微弧渗硼 工艺。 本发明是通过以下技术方案实现的 本发明所述低碳钢在溶液中快速微弧渗硼溶液组分及各组分的重量百分比为含 硼化合物25-40%，氢氧化物40-50%，卤化物10-15%，水10-15% ;所述的含硼化合物 为四硼酸钠或氟硼酸钠，所述的氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾，所述的卤化物为氯化钠 或氯化钾，所述的水为蒸馏水或去离子水。 使用上述溶液对低碳钢快速微弧渗硼的方法如下将低碳钢试样放入配制的快速 微弧渗硼溶液中，以低碳钢为阴极，石墨为阳极，在室温条件下加电压至220V-300V，处理 5-15分钟，即可得到硬度在HV800-1200的渗硼层。 本发明具有实质性特点和显著进步，本发明开发研究的低碳钢在溶液中快速微弧 渗硼溶液，因溶液为室温，处理后零件无变形，简化了处理工序，很好地降低了成本，渗层硬 度可达HV800-1200。
具体实施例方式
结合本发明技术方案提供以下实施例
实施例1
3
首先在一个10L槽中取2/3的蒸馏水，依次溶解3500g四硼酸钠和4000g氢氧化 钾，等槽中试剂全部溶解之后，将1500g氯化钠在快速搅拌下倒入槽液中，直至完全混合均 匀，最后加水至IOL，得到电解液，将20钢试样放入配制的快速微弧渗硼溶液中，以20钢为 阴极，石墨为阳极，加电压至220V，处理8分钟，即可得到硬度在HV900以上的渗硼层。
实施例2 首先在一个10L槽中取2/3的去离子水，依次溶解的3000g氟硼酸钠和5000g氢 氧化钠，等槽中试剂全部溶解之后，将1000g氯化钾在快速搅拌下倒入槽液中，直至完全混 合均匀，最后加水至IOL，得到电解液，将15钢试样放入配制的快速微弧渗硼溶液中，以15 钢为阴极，石墨为阳极，加电压至260V，处理10分钟，即可得到硬度在HV800以上的渗硼层。
实施例3 首先在一个15L槽中取2/3的蒸馏水，依次溶解3500g四硼酸钠和5000g氢氧化 钠，等槽中试剂全部溶解之后，将1000g氯化钠在快速搅拌下倒入槽液中，直至完全混合均 匀，最后加水至IOL，得到电解液，将25钢试样放入配制的快速微弧渗硼溶液中，以25钢为 阴极，石墨为阳极，加电压至250V，处理12分钟，即可得到硬度在HV1000以上的渗硼层。
权利要求
一种用于低碳钢快速微弧渗硼的溶液，组分按重量百分比计算含硼化合物25-40％，氢氧化物40-50％，卤化物10-15％，水10-15％。
2. 权利要求1所述的一种用于低碳钢快速微弧渗硼的溶液，其特征在于含硼化合物 为四硼酸钠或氟硼酸钠，氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾，卤化物为氯化钠或氯化钾，水为 蒸馏水或去离子水。
3. 使用权利要求1所述的溶液对低碳钢进行渗硼的方法，其特征在于将低碳钢试样放入配制的快速微弧渗硼溶液中，以低碳钢为阴极，石墨为阳极，在室温条件下加电压至220V-300V，处理5-15分钟，即可得到硬度在HV800-1200的渗硼层。
全文摘要
一种用于低碳钢快速微弧渗硼的溶液，属于表面处理技术领域。组分按重量百分比计算含硼化合物25-40％，氢氧化物40-50％，卤化物10-15％，水10-15％。将低碳钢试样放入配制的快速微弧渗硼溶液中，以低碳钢为阴极，石墨为阳极，在室温条件下加电压至220V-300V，处理5-15分钟，即可得到硬度在HV800-1200的渗硼层，因溶液为室温，处理后零件无变形，简化了处理工序，很好地降低了成本。
文档编号C23C8/42GK101693987SQ200910232928
公开日2010年4月14日 申请日期2009年10月9日 优先权日2009年10月9日
发明者包晔峰, 蒋永锋 申请人:河海大学常州校区;