第8章 化学热处理(2)ppt

1、第八章 化学热处理1. 概述2. 扩散镀层形成的机理3. 渗铝 4. 渗铬5. 渗硅 6. 渗硼7. 二元和三元共渗 8. 化学热处理新工艺1. 概述 1.1 什么是化学热处理 1.2 化学热处理的种类化学热处理是将钢铁零件、工具或模具置于含有某种化学元素的介质中加热保温，通过钢铁表面与介质的物理化学作用，使某种元素渗入钢铁表面，然后以适当方式冷却，从而改变钢铁表面的化学成分与组织结构，赋予钢铁表面以新的物理、化学及机械性能。化学热处理是将金属的表面合金化与热处理相结合的一种工艺方法，它主要研究如何从化学介质(渗剂)中获得活性原子，活性原子如何进入金属表面，以及如何对金属表面组织和性能产生影响

2、。什么是化学热处理什么是化学热处理? ?利用固体扩散，使合金元素渗入金属表层的一种热利用固体扩散，使合金元素渗入金属表层的一种热处理工艺，处理工艺，故化学热处理又叫做渗镀渗镀，表面合金化表面合金化。化学热处理的基本过程是：首先将工件置于含有渗入元素的活性介质中，加热到一定温度，使渗入元素通过分解、吸附、扩散渗入金属表层，从而改变了表层的成分、组织与性能。化学热处化学热处理过程理过程化学热处化学热处理的目的理的目的 (1) 提高金属表面强度、硬度和耐磨性。如渗氮可使金属表面硬度达到9501200HV；渗硼可使金属表面硬度达到14002000HV等，因而工件表面具有极高的耐磨性。 (2) 提高金属

3、的疲劳强度。如渗碳、渗氮、渗铬等渗层中由于相变的比容变化，导致表层产生很大的残余应力，从而提高疲劳强度。 (3) 使金属表面具有良好的抗粘性、抗咬合的能力和降低摩擦系数，如渗硫等。 (4) 提高金属表面的耐蚀性能，如渗氮、渗铝、渗硅、渗铬等。什么是化学热处理什么是化学热处理? ?化学热处理渗层化学热处理渗层的基本组织类型的基本组织类型(1) 形成单相固溶体单相固溶体，如渗碳层中的相等。(2) 形成化合物，如渗氮层中的相(Fe2-3N)，渗硼层 中的Fe2B等。(3) 化学热处理后，一般可同时存在固溶体、化合物同时存在固溶体、化合物 的多相渗层。化学热处理化学热处理后的性能后的性能经过化学热处理

4、后，金属材料表层、过渡层与心部经过化学热处理后，金属材料表层、过渡层与心部在成分、组织和性能上有很大差别。在成分、组织和性能上有很大差别。强化效果不仅与各层的性能有关，而且还与各层之间互相的联系有关。如渗碳的表面层含碳量及其分布，渗碳层深度和组织以及热处理后从表层到心部的硬度梯度等均可影响材料渗碳后的性能。化学热处理的种化学热处理的种类类粉末填充法膏剂涂覆法电热旋流法覆盖层扩散法盐浴法电解盐浴法水溶液电解法固体法液体法气体法等离子法固体气体法间接气体法流动离子炉法第八章 化学热处理1. 概述2. 扩散镀层形成的机理 2.1 渗层金属的沉积 2.2 渗层原子的扩散3. 渗铝 4. 渗铬5. 渗硅

5、 6. 渗硼7. 二元和三元共渗 8. 化学热处理新工艺扩散镀层的形成步骤扩散镀层的形成步骤向基体金属向基体金属提供扩散元提供扩散元素的原子素的原子使这些原使这些原子处于活子处于活化状态化状态活化的原子活化的原子逐渐向基体逐渐向基体内部扩散内部扩散为了向基体金属提供扩散元素的原子，可以通过电镀、化学镀、电泳、热浸、喷涂和粉末包装等方法，使渗剂金属原子与基体金属表面直接接触扩散是各种原子在体系中趋向均匀化的过程。为了使这种均匀化加速，各种原子必须得到足够的能量，使它们能以一定的速度移动，因此需要加热。从扩散的角度考虑，温度越高扩散速度越快。渗层金属的沉积渗层金属的沉积如何向基体金属提供活性渗层金

6、属原子?目前大多利用金属氯化物在高温下发生置换反应与还原反应，目前大多利用金属氯化物在高温下发生置换反应与还原反应，以获得大量活化的渗剂原子。以获得大量活化的渗剂原子。 将基体金属基体金属M置于渗层金属渗层金属B的氯化物的氯化物BCl2蒸汽蒸汽中，发生置换反应： BCl2 + M MCl2 + B (1)金属M上形成活性的渗层金属活性的渗层金属B原子原子，随后扩散到基体金属M中去形成渗层。问题：该置换反应能否发生？ 如果能发生，有多少BCl2蒸汽能够转变为渗层原子B？为了说明这个问题，需要考虑反应的平衡常数为了说明这个问题，需要考虑反应的平衡常数k这一置换反应的平衡常数k22BClMMClBp

7、apak 由由k可以得出可以得出BCl2蒸汽转变为渗层金属蒸汽转变为渗层金属B的百分数。的百分数。 当lg k = -1，表明有10%的BCl2蒸汽转变为镀层金属； 当lg k = -2，表明有1%的BCl2蒸汽转变为镀层金属。从扩散工艺的经济价值来说，1%的转变是最低的要求。如何计算平衡常数如何计算平衡常数k？将反应式 BCl2 + M = MCl2 + B 分解为 M + Cl2 = MCl2 平衡常数 kM B + Cl2 = BCl2 平衡常数 kBBMkkk BMkkklglglgkM和kB可以由自由焓变化G0计算。则有88. 620681lgTkCr例Cr + Cl2 = CrCl

8、2Fe + Cl2 = FeCl280. 617809lgTkFeNi + Cl2 = NiCl263. 716503lgTkNi因此，Fe基上沉积Cr： CrCl2 + Fe = FeCl2 + Cr在1000C，平衡常数为 lg k = lgkFe - lgkCr = -2.18， k = 0.66%；在Fe上沉积Cr是可行的， Ni基上沉积Cr： CrCl2 + Ni = NiCl2 + Cr在1000C，平衡常数为lg k = lgkNi - lgkCr = -4.03， k = 9.310-5，所以在Ni基上难以沉积Cr。如果使用H2作还原剂，使CrCl2发生还原BCl2 + H2

9、= B + 2HCl反应H2 + Cl2 = 2HCl，平衡常数02. 19654lgTkH由此得lg k = lg KH lg kB在1000C，由CrCl2蒸汽沉积Cr的平衡常数为 k = -0.76， k = 17.38%。 可见加入还原剂可见加入还原剂H2后，后，Cr的沉积倾向大大增加。的沉积倾向大大增加。渗层原子的扩散活化的渗剂原子能否向基体金属内部扩散与很多因素有关，其活化的渗剂原子能否向基体金属内部扩散与很多因素有关，其中较重要的因素是中较重要的因素是原子尺寸原子尺寸。 在金属的点阵中，原子间的距离是0.4nm左右。因此，只有尺寸较小的原子才可能从原子的间隙扩散入金属内部。这类原

10、子有碳、氢、氮和氧等。它们向金属内部移动受到的阻力较小，因此扩散速度较快。 但是一种金属原子在另一种金属中的扩散，由于原子半径的数量级相同，间隙扩散的可能性较小。一般认为，这种类型的扩散归因于金属内部的缺陷(晶格中的空位)。渗剂金属原子进入空位，空位向相反方向移动。所以，如果扩散元素原子的直径比基体金属原子的直径大得所以，如果扩散元素原子的直径比基体金属原子的直径大得多，扩散元素的原子就无法进入基体金属的原子点阵中，即多，扩散元素的原子就无法进入基体金属的原子点阵中，即使可能挤进，也会造成点阵畸变，使固溶体处于不稳定状态。使可能挤进，也会造成点阵畸变，使固溶体处于不稳定状态。元素与 -Fe 原

11、 子直径之差(%)元素与 -Fe 原 子直径之差(%)Cu1Ti15Au13C-40Be-11Si-8Zn8V6B-34Nb15Al10Ta15As10W11Cr1Mn2Mo10Re8一般认为，与基体金属原子直径之差约小于16%的金属元素，才有可能扩散入基体金属中。可扩散进入钢材的元素可扩散进入钢材的元素第八章 化学热处理1. 概述2. 扩散镀层形成的机理3. 渗铝 4. 渗铬 5. 渗硅 6. 渗硼7. 二元和三元共渗 8. 化学热处理新工艺3. 渗铝 3.1 渗铝层的形成方法 3.2 渗铝层的组分与结构 3.3 影响渗铝层厚度的因素 3.4 渗铝钢的特性 渗铝是本世纪发展起来的金属表面防护

12、手段。它可以提高钢铁、镍基和钴基高温合金的抗氧化性能，还能提高在含硫与含氧化性介质中的耐蚀性。因此，渗铝工艺在冶金、石油、化工、飞机、船舶、汽车、建筑、燃气轮机等方面得到了广泛的应用，并发展了以渗铝为基的铝硅共渗、铝铬共渗、铝硅铬共渗等复合渗层。渗铝层的形成方法渗铝层的形成方法粉末法粉末法气体法气体法热镀热镀-扩散法扩散法电泳电泳-扩散法扩散法粉末法渗铝的主要工序被渗部件表面净化渗剂制备被渗件装箱热扩散处理拆箱取出部件并清洗表面 为了保证渗层质量，渗镀前必须将部件表面的污物清除干净，因此应根据部件表面状态，相应地进行除油、酸洗、喷砂或喷丸等处理。 钢铁部件上某些部位不需要渗铝时，可涂一层防渗剂

13、。表面清表面清净处理净处理渗铝剂的组成渗铝剂的组成 (1) 铝粉或铝-铁合金粉，提供铝的来源； (2) Al2O3粉为防粘剂； (3) 催渗剂，常用氯化铵，它在加热时产生氨气与氯化氢，氯化氢可以促进活性铝原子生成。氨又进一步分解为氮和氢。它们可以保护箱内不发生氧化性气体，防止工件和渗剂氧化。几种曾使用的渗铝剂：几种曾使用的渗铝剂： 99%铝-铁合金粉，1%氯化铵 50%铝粉，49%Al2O3粉，1%氯化铵 5070%铝-铁合金粉，2549% Al2O3粉，1%氯化铵 510%铝粉，8595% Al2O3粉，2%氯化铵 为了获得质量良好的渗铝层，可以适当降低铝-铁合金粉和铝粉的颗粒度，并减少氯化

14、铵的用量。 为了防止铝粉粘结在工件表面，可适当减少铝粉在渗剂中的比例。铝粉含量低于15%时，效果较好。粉末法渗铝的主要工序被渗部件表面净化渗剂制备被渗件装 箱热扩散处 理拆箱取出部件并清洗表面工件工件装箱装箱渗铝时，先在渗箱底部铺一层渗铝剂，然后放上已清洗干净的钢铁部件，再盖上一层渗铝剂。渗箱加盖后应通入氢气或氩气半小时以上，以便赶净渗箱中的空气。H2或Ar空气粉末法渗铝的主要工序被渗部件表面净化渗剂制备被渗件装 箱热扩散处 理拆箱取出部件并清洗表面升温。扩散温度一般控制在8001100C范围。扩散一段时间后，停止加热，让渗箱自然降温。热扩散热扩散处理处理渗铝时发生的反应渗铝时发生的反应 NH

15、4Cl = NH3 + HCl 6HCl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2 Fe +AlCl3 = FeCl3 +Al反应的结果，在钢铁表面上析出了原子状态的活性Al，并立即扩散进入钢件的表层。热扩散的时间视要求的渗层厚度和扩散温度条件而定。在氢气氛中于900C渗铝6小时，一般可获得100m厚的渗铝层。粉末法渗铝的主要工序被渗部件表面净化渗剂制备被渗件装 箱热扩散 处 理拆箱取出部件并清洗表面渗铝后，用热水将部件表面上的渗剂残渣清洗干净。渗铝层的形成方法渗铝层的形成方法粉末法粉末法气体法气体法热镀热镀-扩散法扩散法电泳电泳-扩散法扩散法 渗铝时，将工件放在渗箱的一端，在渗箱的另一端放置

16、氯化铵、氧化铝和铝粉等混合物。把混合物加热到600C左右，将形成氯化铝蒸汽。在高温下用氢气作载体，将氯化铝蒸汽送到加热至9001000C的钢铁部件表面。 氯化铝蒸汽在高温下与基材金属发生还原和取代反应，在被渗部件表面析出活性铝原子，扩散进入工件。井式井式炉气炉气体渗体渗铝工铝工艺装艺装置置 渗铝层的形成方法渗铝层的形成方法粉末法粉末法气体法气体法热镀热镀-扩散法扩散法电泳电泳-扩散法扩散法 先在钢铁部件上热浸镀一层铝，然后再进行扩散处理，把纯铝层全部转化为合金层。 经过热扩散处理，可明显提高部件的耐热和耐蚀性能。液体渗铝也叫热浸渗铝，是将表面经过清洗的钢件浸入熔化的液态铝或铝合金中，保温一定时

17、问，使表面附上一薄层铝或铝合金，并与铁形成一薄层铝铁金属化合物(Fe2Al5)，然后进行扩散退火，以获得足够的含铝的Fe固溶体层深度，其主要工艺过程是(1)表面清理。工件在渗铝前必须除油、酸洗，并用高压水冲洗。(2)助镀。为了保持工件表面的活性，以利于热浸时工件表面容易吸收铝原子，应将工件放入助镀液中浸46min，然后烘干。(3)热浸铝。将经过助镀的工件放入铝液中，铝液成分通常为工业纯铝9294和铁粉68。为提高铝液的流动性，可加入硅3，如加入少量的锰、锌可改善铝液与工件的浸润性。为了防止氧化，可在铝液面上盖一层粗粒食盐。铝液温度应控制在760780，时间则为1030min。(4)扩散退火。由

18、于热浸温度较低，铝原子向工件内部的扩散极微，因而铝层与基体结合不紧密，为了减少渗层的脆性：防止剥落，增加渗层深度，渗铝后应在9501050的真空中进行扩散退火36h。热镀锡 热镀锡钢板(即马口铁)是最早应用的热浸镀锡板。近些年来，由于锡资源的紧张，电镀锡已在若干领域取代了热镀锡，但在一些需要厚镀层及电器、无线电工程等方面，热镀锡仍在应用。 热镀锡涂层的特点是：耐腐蚀(有机酸)、无毒、焊接性好，表层光亮且不易变色，可进行印刷及装饰。因此，多年一直在包装业及食品罐头工业中应用。 热镀锡原理铁-锡系二元状态图 由相图可见有两个相及一个相。两个相，一个在780900，含锡量为62(wt)。一个在910

19、1390，含锡量为2。相是锡在铁中的固溶体。锡在铁中的溶解度(wt)，750时为9.3，900时为17.5。 FeSn2相含80.95(wt)锡，为四角晶体组织，脆性大，硬度高，是铁和锡之间的中间层，能令锡与铁结合好。FeSn相含68.0(wt)锡，稳定保持温度750； Fe3Sn2相含58.62(wt)锡，稳定保持温度900 Fe3Sn相含41.47(wt)锡，稳定保持温度880，1130以上为金属混合物的液相区。 热镀锡原理热镀锡原理 在300时，铁与锡相互反应生成FeSn2。例如，在热镀锡时，经过前处理的锡板进人含有氯化铵及氯化锌的熔剂层，形成铁锡合金。 ZnCl2+2H2OZn(OH)

20、2十2HCl FeO十2HClFeCl2十H2O Fe十2HClFeCl2十H2 生成的氯化亚铁(FeCl2)与炼锡(Sn)反应，生成SnC12及FeSn2 3Sn十FeCl2SnC12十FeSn2 生成的化合物FeSn2一部分附在钢板上。另一部分进入锡槽形成锡渣。附着FeSn2层的钢板再进入炼锡中浸镀锡。 单张板热镀锡工艺 工件酸洗水洗溶剂处理热浸镀锡浸油处理空冷脱油及抛光分选成品 1)酸洗 给料机从板垛上取下工件(原板)，送入酸洗槽中酸洗，去氧化皮，然后用水冲洗。酸洗一般用盐酸或硫酸电解酸洗。电解酸洗时，工件接阴极。 2)熔剂处理 熔剂主要由氯化锌及35氯化铵组成(有时还加入10氯化钠)。

21、熔剂配成较浓的水溶液，浮在熔锡上面，总处于沸腾状态。熔剂的作用是促使铁锡合金(FeSn2)的形成。 3)热浸镀锡 经熔剂处理的钢板进入310315的熔锡中浸镀。 4)浸油处理 镀锡板再进入235240的棕榈油槽处理。油的作用是防止锡氧化和使锡在所镀钢扳上保持熔融状态。由图还可见到，漫在棕桐油中的三对镀辊（序号7)还可调节镀锡层的厚度及均匀性。 5)空冷 浸油处理后，工件立即喷空气冷却，再经脱油及抛光进入分选。 6)分选 手工或称重，对镀层及板进行质量检查，合格板为成品。 1熔剂，2镀锡原板，3加锡口，4。加热盘管，5.导板，6.刮锡扳；7镀锡辊；8.空气冷却装置，9.提升机；10，11烟道 单

22、张钢板热镀锡装置单张钢板热镀锡装置 热镀锌 镀层形成理论热镀锌的钢铁零部件广泛用于水暖、电气、电力、电讯、建筑器材与日用五金。热镀锌时镀锌层的形成过程为：铁基体与熔锌反应，铁被溶解，形成锌在铁中的固溶体，由于相互扩散，在工件表面生成铁锌合金化合物。然后在工件离开锌锅时，带出纯的熔融锌覆盖在合金层上，形成纯锌酸层。 热镀锌是世界各国公认的一种经济实惠的材料保护工艺；热镀锌层的形成要经历如下步骤：铁基表面被锌液溶解形成铁锌合金相层；合金层中的锌原子进一步向基体扩散，形成锌铁固溶体；合金层表面包络薄锌层。热镀锌工艺流程 表面清理酸洗中和熔剂处理热镀钝化。 熔剂处理：熔剂处理分为湿法和干法两种。 湿法

23、：净化过的工件在热浸镀前浸入熔剂中进行处理，然后再浸入熔融金属中热镀。采用的熔剂是氯化铵，或者氯化铵与氯化锌的混合物。其组成为：55.7氯化锌与44.3氯化铵；46.3氯化锌与53.7氯化铵，可加入16的甘油，加热温度300340。该法得到的镀层附着力较差，已逐渐淘汰。 熔剂处理 干法：将净化过的工件先浸入浓的熔剂水溶液中，经烘干后，表面附着一层干熔剂层，然后进行热镀。所用熔剂为氯化铵和氯化锌组成的复合熔剂，熔剂处理后在180 230烘箱中烘1030min，烘干水分。一般熔剂中氯化铵比例愈大，污染愈大。氯化铵和氯化锌组成的复合熔剂的组成和工艺条件 热浸镀锌 镀锌时镀液温度控制在450470，时

24、间25min。所用锌锭含锌量在99.5以上。 工件在送入和从锌锅中取出时，要先刮净锌液表面的锌灰，以免锌灰黏附在镀锌件表面，影响质量。镀锌件从锌锅中取出后要用振动等方法立即清除镀层上多余的锌，以免产生锌的结瘤。工件从锌锅中取出的速度决定了留在工件上非合金镀层的厚度，取出速度应比锌在工件上自由流动速度慢些，以得到均匀的非合金锌层。 为使镀层光亮，须把工件趁热浸入1.0氯化铵水溶液中15s进行曝光处理，曝光后的工件立即在流动清水中冷却。 钝化处理 钝化处理的目的是提高制品的耐蚀性，常用的钝化有低铬型与高铬型两类，铬酐钝化效果好，但易污染且会致癌，目前大多选择低铬或无铬钝化。钝化处理后，需用水漂洗干

25、净，并进行干燥。 垂直镀锌钢丝装装置置渗铝层的形成方法渗铝层的形成方法粉末法粉末法气体法气体法热镀热镀-扩散法扩散法电泳电泳-扩散法扩散法 以无水乙醇作溶剂，将适量铝粉(粒度约为10m)，并加入少量硝酸铝或氯化铝作充电剂，配置成悬浮液。然后以钢铁部件作阴极，通入直流电，利用电泳法使铝粉沉积在部件表面。接着在高温下、于保护性气氛中进行热扩散。 电泳铝涂层在500C加热，仅形成铝烧结层，不形成合金层。在600C加热，即可形成连续的合金层。3. 渗铝 3.1 渗铝层的形成方法 3.2 渗铝层的组分与结构 3.3 影响渗铝层厚度的因素 3.4 渗铝钢的特性 粉末法粉末法渗铝时，若渗剂中含有较多的氯化铵

26、，形成的渗层主要由FeAl3 构成。经过扩散退火，渗层将转变成单相组织(铝在-铁中的固溶体)。 含Mn和Al较多的铁基合金，用料浆法料浆法渗铝形成的渗层具有多层结构。外层以FeAl3为主，并含有一定数量的FeAl和Fe3Al。其余两层则为FeAl和Fe3Al。 铸铁铸铁上的渗铝层具有多种相组织。在上面有FeAl3、Fe2Al5或FeAl相；在下面，发现有Fe3Al相和铝固溶在-铁中的固溶体。 用热镀法热镀法得到的镀层具有双层结构，上层几乎是纯铝，下层是合金层。合金层的组织与钢基体、铝液成分以及镀铝条件有密切关系。经过热扩散处理，由于铁和铝互相扩散，镀层组织发生较大的变化。例如，热镀铝后的10号

27、钢，经过热扩散处理形成的渗层中，最外层是Fe2Al5层；其下面是金属间化合物和铝在-铁中的固溶体的混合物，这一层较薄；再下面是铝在-铁中的固溶体。采用不同的基体材料和渗镀工艺，得到的渗层的组织和成采用不同的基体材料和渗镀工艺，得到的渗层的组织和成分是不同的。一般的规律是：外层为含铝量较高的相，靠分是不同的。一般的规律是：外层为含铝量较高的相，靠近钢基体的相含铁量较高；在两种相层之间有时还存在两近钢基体的相含铁量较高；在两种相层之间有时还存在两相的混合物层。相的混合物层。3. 渗铝 3.1 渗铝层的形成方法 3.2 渗铝层的组分与结构 3.3 影响渗铝层厚度的因素 3.4 渗铝钢的特性影响渗铝层

28、厚度的因素渗铝温度和时间渗铝温度和时间0 2 4 6 8100 80 60 40 20 01. 800C2. 850C3. 900C4. 950C1234渗层厚度(m)处理时间 (hr) 渗层厚度与渗铝温度和渗层厚度与渗铝温度和 处理时间的关系处理时间的关系从右图可见，随渗铝温度升高，处理时间增长，渗层厚度增加影响渗铝层厚度的因素渗剂组分渗剂组分 渗渗剂剂成成分分对对 T8 钢钢渗渗铝铝层层厚厚度度的的影影响响 (1000C，28hr) 渗 剂 组 分 (%) AlAl2O3NH4Cl15952136224210902176283315852178365渗剂号码渗层厚度(m)上表说明，随渗剂中

29、铝粉含量增加，渗层厚度亦相应增大。影响渗铝层厚度的因素渗剂组分渗剂组分右图是用含50%铝粉和Al2O3及氯化铵的渗剂，在910C下于氢气中对工业纯铁渗铝1小时，得到的渗层增重随氯化铵含量增加的变化情况。0 4 8 12 16 20605040302010 0氯化铵含量(%) 渗层重量与氯化铵渗层重量与氯化铵 含量的关系含量的关系渗层重量(mg/cm2)从图中看出，氯化铵含量为10%时，渗层厚度达到最大值。继续增加氯化铵浓度，厚度反而减小。这是因为氯化铵既有促进活性铝原子形成的作用，分解出来的盐酸又对渗层有浸蚀作用。影响渗铝层厚度的因素氢气流量氢气流量试验条件：用粉末法在1050C对Cr18Ni

30、10钢渗铝3小时， 0 100 200 300 400 500氢气流量(ml/min) 氢气流量对渗铝层增重的影响氢气流量对渗铝层增重的影响3433323130渗层重量(mg/cm2)从图中可知，氢气流量过大，会使渗铝层厚度减小。这可能是由于氢气将一部分卤化铝带出渗箱所致。影响渗铝层厚度的因素钢基体成分钢基体成分在相同的渗铝条件下，基材不同，渗铝层厚度也不同。工业纯铁最厚，铸铁最薄。钢中合金元素含量增加，渗铝层厚度减小，以W的影响最大，Mo、Ni次之，Si的影响较小。3. 渗铝 3.1 渗铝层的形成方法 3.2 渗铝层的组分与结构 3.3 影响渗铝层厚度的因素 3.4 渗铝钢的特性渗铝钢的特性

31、物理性能物理性能 用粉末法渗铝时，由于钢材在高温下长时间加热，渗铝后冷却速度较慢，因此晶粒显著变粗。加之渗铝层属于脆性组织，所以所以渗铝件在常温下的机械强度要比未渗铝的低碳钢低，尤其是塑渗铝件在常温下的机械强度要比未渗铝的低碳钢低，尤其是塑性和韧性。性和韧性。 但是经过调质处理，它的力学性能仍可恢复并有所改善。 用含碳量0.1%的钢材渗铝，渗层的维氏硬度随铝含量的增加而增大，因此适当控制渗层铝含量，可以改善钢材的耐磨性。因此适当控制渗层铝含量，可以改善钢材的耐磨性。抗高温氧化性抗高温氧化性 渗铝钢具有优良的抗高温氧化性能，原因是其表面形成了一层渗铝钢具有优良的抗高温氧化性能，原因是其表面形成了

32、一层稳定的氧化膜。稳定的氧化膜。一般认为，要使渗铝钢材具有抗高温氧化性，表面上的铝必须达到一临界值(临界浓度)。 渗铝钢的使用寿命随温度升高而缩短。一般认为，在750C以下，渗铝钢具有十分优良的抗氧化性能，可以长期使用。随使用温度升高，其抗高温氧化性能降低。 基体材料的含碳量对渗铝后的抗高温氧化性能有一定影响。 钢材部件在含有硫化氢的高温气流中工作，将受到严重腐蚀。在钢材部件在含有硫化氢的高温气流中工作，将受到严重腐蚀。在这种工况条件下使用渗铝钢，效果很好。这种工况条件下使用渗铝钢，效果很好。热浸渗铝层形成过程示意图第八章 化学热处理1. 概述2. 扩散镀层形成的机理3. 渗铝 4. 渗铬 5

33、. 渗硅 6. 渗硼7. 二元和三元共渗 8. 化学热处理新工艺4. 渗铬 4.1 渗铬层的形成方法 4.2 影响渗铬层形成的因素 4.3 渗铬钢材的性能 渗铬层的形成方法渗铬层的形成方法粉末法粉末法气体法气体法熔盐法熔盐法粉末法粉末法粉末渗铬剂粉末渗铬剂：60%金属铬或铬-铁合金粉， 38%氧化铝 2%固态卤化铵(氯化铵、溴化铵、碘化铵)。卤化铵 在渗剂中起活化作用，最常使用的是氯化铵。在低碳钢上渗铬，温度范围为9801050C。高温下发生的反应：高温下发生的反应： (1) 氯化铵分解反应 NH4Cl HCl + NH3 (2) 生成的HCl与铬粉等发生反应，形成CrCl2。 Cr + 2H

34、Cl = CrCl2 + H2亚铬盐CrCl2是活化剂。与粉末渗铝剂比较与粉末渗铝剂比较(3) 在钢上沉积铬的三种反应为： 置换反应 Fe + CrCl2 = FeCl2 + Cr 还原反应 CrCl2 + H2 = 2HCl + Cr 热分解反应 CrCl2 = Cr + Cl2活性铬原子扩散进入基体钢材。为了保持还原气氛，粉末包装箱必须气密，附有适当的密为了保持还原气氛，粉末包装箱必须气密，附有适当的密封装置。封装置。渗铬层的形成方法渗铬层的形成方法粉末法粉末法气体法气体法熔盐法熔盐法气体法气体法注意注意: 含碳量较高的钢在H2 + HCl气体介质中渗铬，经常发生表面脱碳现象，同时，硬度也

35、有所降低。如果渗铬的目的在于获得高的表面硬度，被渗工件周围最好用铬-铁合金块或铬块充填，这样可以得到满意的结果。另外，气体渗铬时要注意防止爆炸。H2的作用是什么的作用是什么?在密封的炉膛内进行。炉膛的一边置有金属铬或铬-铁合金，在炉膛的中心及另一边放置被渗部件。在炉子加热期间，将已净化并烘干的氢气沿导管送入炉膛内。当炉子达到所需温度(一般为9501200C)，将氢气通入盛有发烟盐酸的容器，使形成的H2 + HCl混合物自放置金属铬或铬-铁合金的一端进入炉膛。在钢件表面发生 Cr或Cr-Fe合金H2部件H2 + HCl(g)渗铬炉渗铬炉Fe + CrCl2 = FeCl2 + Cr真空真空密封密

36、封渗铬渗铬工艺工艺设备设备 渗铬层的形成方法渗铬层的形成方法粉末法粉末法气体法气体法熔盐法熔盐法熔盐法熔盐法 将钢铁部件放入熔融的盐浴中渗铬将钢铁部件放入熔融的盐浴中渗铬。 曾用过的熔盐浴有： 含三氯化铬或铬粉的硼砂浴， 含氯化亚铬的氯化钡熔盐浴(常加入一定数量的氯化钠和氯化钙)， 含铬粉或铬-铁合金粉的氯化钡熔盐浴等。 为了增加渗铬层的厚度，可在熔盐浴中加入适量的钒-铁或鈮-铁合金粉。因为钒和鈮是容易形成碳化物的元素，它们与钢中的碳反应形成碳化物，从而减少了碳化铬的形成量，使渗入基体的铬能继续向内部扩散。 将镀铬的钢铁部件浸入熔盐浴中进行扩散处理将镀铬的钢铁部件浸入熔盐浴中进行扩散处理。 例

37、如，在钢件上镀15m厚的铬后，放进含15%(wt)铬粉的无水硼砂浴中，在1000C扩散处理15小时。经过这样处理的钢件，浸在36%盐酸溶液中200小时，几乎不发生锈蚀。4. 渗铬 4.1 渗铬层的形成方法 4.2 影响渗铬层形成的因素 4.3 渗铬钢材的性能 影响渗铬层形成的因素温度和时间温度和时间随渗铬温度升高，处理时间延长，渗层厚度增加气氛和渗剂气氛和渗剂(1) 气氛气氛 渗铬气氛不同，扩散速度也不同。例如，扩散处理时以同样速度通入氩气和氢气，则通氢气的效果明显优于通氩气通氢气的效果明显优于通氩气，这可能是因为氢可以还原钢基体，铬粉和卤化铬表面的氧化膜，从而有利于活化原子与钢基体表面直接接

38、触。(2) 渗剂渗剂 渗剂组分不同，铬扩散速度也明显不同。当以卤化铬代替铬渗剂组分不同，铬扩散速度也明显不同。当以卤化铬代替铬粉时，可以显著提高铬的扩散速度。粉时，可以显著提高铬的扩散速度。若在渗剂中加入少量氟化钠、氟化钾或氟化氢钾等化合物，当温度低于800C时，这些化合物将熔融为液体，并与钢基体、铬粉或铬铁粉表面的氧化物发生反应，起着净化作用。当温度继续升高，这些化合物还可以分解出钠、钾等元素，它们都是较强的还原剂，可以进一步净化钢基体和渗剂表面，从而加速活性铬原子在钢件表面的吸附。与渗铝一样。为什么？与渗铝一样。为什么？影响渗铬层形成的因素钢基体钢基体钢基体的成分对扩散层的形成也有较大的影

39、响。例如，工业纯铁、3号钢和灰口铸铁在相同条件下渗铬，渗层厚度与相组分的差异较大(下表)。 工工业业纯纯铁铁、3 号号钢钢和和灰灰口口铸铸铁铁渗渗铬铬层层的的相相组组分分和和厚厚度度渗剂成分渗 铬条 件 基 体渗层厚度 (mm) 结构和相组分50%铬铁工业纯铁0.153铬在-铁中的固溶体40%粘土1050C 12hr3 号钢0.09铬在-铁中的固溶体加碳化物(Cr7C3和 Cr23C6)6%氯化铵灰口铸铁0.13铬在-铁中的固溶体加碳化物 Cr7C3 钢基体含碳量较高时，由于容易形成Cr23C6和(Cr，Fe)7C3等碳化物，因而将阻碍铬的扩散。因此，为了提高渗铬层厚为了提高渗铬层厚度，最好用

40、低碳钢作基体，或在渗铬前进行表面脱度，最好用低碳钢作基体，或在渗铬前进行表面脱碳处理。碳处理。 向钢中加入一些碳化物稳定化元素(钒、鈮和钛等)，或在渗剂中加入这些元素，对增加渗铬层厚度也有好处。 钢中含硅量对渗铬层厚度也有较大影响。在相同条件下，含硅量较高的钢上获得的渗铬层厚度较大。含硅量较高的钢上获得的渗铬层厚度较大。 一般认为，奥氏体形成元素(锰、镍、钴、铜等)会降低铬的扩散速度，而铁素体形成元素(钒、铝等)会促进铬的扩散。影响渗铬层形成的因素钢基体钢基体4. 渗铬 4.1 渗铬层的形成方法 4.2 影响渗铬层形成的因素 4.3 渗铬钢材的性能 渗铬层的组分与结构渗铬层的组分与结构渗铬钢材

41、的性能由铁铬状态图可知，在1000C下，当铁中含铬量增至12%时，它的组织将由相转变为相。含铬量超过12%的合金加热时没有相变，达到熔点前其组织仍为铁素体。相连续到100%铬为止。铬在铁素体组织中扩散速度铬在铁素体组织中扩散速度较快，较快，因此铁素体区中铬的浓度迅速提高。铬在奥氏体铬在奥氏体(铬含量小于12%)中扩散速度较慢中扩散速度较慢。因此，在扩散层中奥氏在扩散层中奥氏体和铁素体的交界，铬体和铁素体的交界，铬的浓度发生突变。的浓度发生突变。605040302010有效渗层距表面距离(mm)图图8-4 渗铬低碳钢中铬渗铬低碳钢中铬 浓度的变化浓度的变化0 0.05 0.10 0.15铬含量(

42、%)物理性能物理性能 渗铬低碳钢的表面硬度与钢材心部相近，这种渗铬钢具有良好的延展性。 渗铬钢中碳钢(含碳0.30.4%)表面硬度较高，可用作耐磨材料。 钢的极限强度和屈服强度，一般随渗铬温度升高而下降。用粉末法在1100C渗铬，极限强度可能降低15%，屈服强度降低20%。渗铬钢材的性能渗铬钢材的性能 低碳钢渗铬后的耐蚀性能相当于高铬不锈钢低碳钢渗铬后的耐蚀性能相当于高铬不锈钢(含铬含铬30%)。但由于渗层组织不均匀，存在孔隙和夹杂物等，从而影响其耐蚀性能。 渗铬钢在普通大气中放置9年，仍可保持光亮外观； 在相对湿度100%、温度45C的环境中暴露500小时，不受侵蚀。 在常温下，只有当环境被

43、SO2饱和时，渗铬钢材才会受到轻微侵蚀。 在潮湿和含盐的环境中使用渗铬钢材，效果良好。 在渗铬层中铬含量平均值为2030%、渗层厚度20m的渗铬钢板，具有优良的耐海水腐蚀性能，大大优于渗钛、渗铝钢板。 渗铬钢在硝酸及其蒸汽中是耐蚀的，耐蚀性优于Cr18Ni10Ti不锈钢。在一般的碱液中，渗铬钢耐蚀性优良，但在100C以上的、50%NaOH中会发生严重腐蚀。耐蚀性能耐蚀性能抗氧化性能抗氧化性能渗铬钢具有优良的抗高渗铬钢具有优良的抗高温氧化性能。温氧化性能。在空气中，700800C温度范围内，渗铬低碳钢可以长期使用；温度达到或超过900C，氧化速率较快，寿命有限。这是因为在高温下发生铬的二次扩散，

44、同时铁也向表层扩散，降低了表面层中铬的浓度。渗铬钢材的性能43 21图图8-5 基体含碳量对渗铬层基体含碳量对渗铬层 氧化性能的影响氧化性能的影响 50 100 150 2000.4%C0.2%C1%C时间(hr)增重(mg/cm2)钢中碳含量不同，渗铬后抗高温钢中碳含量不同，渗铬后抗高温氧化性能有较大差别。右图表明，氧化性能有较大差别。右图表明，渗铬高碳钢的抗高温氧化性能优渗铬高碳钢的抗高温氧化性能优于渗铬低碳钢于渗铬低碳钢。 在温度低于880C时，低碳钢(含C0.2%)的组织基本上是铁素体，渗铬层也具有铁素体组织。在高温下氧化时，由于铬的再扩散，渗铬低碳钢的氧化速率随时间明显增大。 渗铬高

45、碳钢(含碳1%)的渗层，主要由碳化物组成。在950C时，碳化铬在奥氏体中溶解度较低，因此渗层成分比较稳定。 一般认为，当温度达到一般认为，当温度达到870 C，渗铬低碳钢中铬的再扩散，渗铬低碳钢中铬的再扩散就开始明显进行；而渗铬高碳钢中铬的再扩散，需要温度达就开始明显进行；而渗铬高碳钢中铬的再扩散，需要温度达到到950 C。因此渗铬高碳钢的抗高温氧化性能优于渗铬低碳。因此渗铬高碳钢的抗高温氧化性能优于渗铬低碳钢。钢。 用含碳0.4%的钢渗铬，渗层组织主要是铁素体，在渗层与基体之间有一定数量的碳化物。由于渗层的铁素体组织和基体在冷却时形成的珠光体组织不同，将在渗层中引起应力。当重新加热时，这种应

46、力会导致渗层破裂，因而降低了耐蚀性。 除碳钢外，不锈钢经渗铬，抗高温氧化性能也有明显提高。除碳钢外，不锈钢经渗铬，抗高温氧化性能也有明显提高。渗铬钢的抗高温氧化性能受基材含碳量影响渗铬钢的抗高温氧化性能受基材含碳量影响?第八章 化学热处理1. 概述2. 扩散镀层形成的机理3. 渗铝 4. 渗铬 5. 渗硅 6. 渗硼7. 二元和三元共渗 8. 化学热处理新工艺5. 渗硅 5.1 渗硅层的形成方法 5.2 渗硅层的结构和性能 渗硅层的形成方法渗硅层的形成方法粉末法粉末法气体法气体法熔盐法熔盐法粉末法粉末法粉末渗硅剂粉末渗硅剂：硅铁(或硅)粉， 填充剂(常用氧化铝， 耐火粘土；也可以用石墨粉) 活

47、化剂(一般用氯化铵， 还可以用氟化钠和氟化氢钾)。与粉末渗铝剂、渗铬剂比较与粉末渗铝剂、渗铬剂比较渗硅温度渗硅温度：一般控制在9501050C范围。缺点：缺点： 用粉末法渗硅，一般不容易得到均匀的渗层，而且渗层中往往存在孔隙。在粉末中加入适量的铬铁粉，可以改善渗层的均匀性。 粉末法的主要缺点是硅铁合金等的消耗量较大，而且要得到厚度达0.51.0mm的渗层，需要较长的时间和较高的温度。渗硅层的形成方法渗硅层的形成方法粉末法粉末法气体法气体法熔盐法熔盐法熔盐法熔盐法 采用含氯化钡和氯化钠的熔盐浴，其中加入1520%硅铁(含硅7090%，粒度0.30.6mm)； 在1000C保温2小时，可在10号钢

48、上形成厚0.35mm的渗层。 用硅酸钠熔盐浴，其中加入适量的氟化钠(加入量一般控制在5%左右)； 用于电解渗硅，在10501070C，用0.2A/cm2的电流密度，渗硅1.52.0小时，可在钢铁上形成无孔的渗硅层。渗硅层的形成方法渗硅层的形成方法粉末法粉末法气体法气体法熔盐法熔盐法气体法气体法钢铁工件与硅铁粉、碳化硅(或氧化硅碳)一起装入渗罐加热至 950 1050C，然后通入氯气或氯化氢，反应生成SiCl4蒸汽生成的SiCl4 与钢铁部件接触时，发生反应，生成活性Si原子活性硅原子在高温下向基体内部扩散，形成渗硅层。Si + 2Cl2 = SiCl4Si + 4HCl = SiCl4 + 2

49、H2SiC + 2Cl2 = SiCl4 + CSiC + 4HCl = SiCl4 + 2H2 + CSiCl4 + 2Fe = 2FeCl2 + Si3SiCl4 + 4Fe = 4FeCl3 + 3Si 在渗硅过程中，氯气还会腐蚀钢铁，造成表面蚀坑。因此目前大多采用SiCl4代替氯气。SiCl4在室温时是液体，加热至60C即可气化。 渗硅时，将钢铁部件装入渗罐中，缓慢升温，并通入氮气以防止部件表面氧化。当达到渗硅温度(9501050C)时，开始保温，停止通氮并送入SiCl4。 SiCl4可用氮气、氢气、氩气或分解氨作载体，送入渗罐中。也可将气化的SiCl4直接送入渗罐。 在渗硅过程中，渗

50、罐内应始终保持正压，以防空气进入渗罐。 渗硅结束后，待冷却至100200C时，开罐取出部件，用沸水或0.1%柠檬酸溶液清洗部件表面，除去附着的SiCl4残渣。气体法渗硅的一些要求气体法渗硅的一些要求5. 渗硅 5.1 渗硅层的形成方法 5.2 渗硅层的结构和性能 渗硅层的结构和性能渗硅层的组分与结构渗硅层的组分与结构Si%17.512.57.52.50 0.4 0.8 1.2800600400200123渗层深度(mm) 工业纯铁渗硅层的硅含量和显工业纯铁渗硅层的硅含量和显微硬度随深度的变化微硬度随深度的变化显微硬度(kg/mm2)在渗硅层中，含硅量可达14%。渗硅层中的硅由外向内逐渐降低，只

51、是在较深的地带才发生突然的下降(右图)。渗硅层通常是硅在铁中的固溶体。在某些情况下，渗硅层具有双层结构：外层是化合物Fe3Si；内层是硅在铁中的固溶体。渗硅层与基体的交界处，有一层富碳层。渗硅层的组分与结构渗硅层的组分与结构 一般认为，在渗硅时，硅由渗件表面向内部扩散，此时整个部件是奥氏体组织。 随着扩散的进行，表面硅含量不断增加，并形成一浓度梯度。当外层的硅含量达到一定值时，该层的组织将由奥氏体转变为铁素体。 随着硅的继续扩散，具有铁素体组织的渗层范围逐渐向内部扩展。因此，铁素体的晶粒逐渐向内部伸长，形成柱状晶体结构。 由于碳在铁素体中溶解度很小，当由奥氏体转变为由于碳在铁素体中溶解度很小，

52、当由奥氏体转变为铁素体时，碳含量远远超过铁素体所能溶解的数量铁素体时，碳含量远远超过铁素体所能溶解的数量。 过量的碳，除少量石墨化外，大部分被迫向内部未转变成铁素体的奥氏体层落实，并形成富碳区富碳区。富碳层是如何形成的？富碳层是如何形成的？渗硅层的结构和性能影响渗硅层厚度和影响渗硅层厚度和质量的因素质量的因素 温度和时间温度和时间 渗硅层的厚度随渗硅温度的提高和渗硅时间的延长而增加。 渗渗层层厚厚度度与与渗渗硅硅条条件件的的关关系系 渗 硅通入渗罐的 渗 层 厚 度 (mm) 参 数 气 体部件上不撒粉末部 件 上 撒满粉末硅铁合金粉(含 Si 60%)980C，2hr氯0.531.38碳化硅

53、980C，2hr氯0.511.07硅铁合金粉(含 Si 60%)980C，2hr氯化氢0.591.12碳化硅980C，2hr氯化氢0.620.95粉 末 渗剂种类 渗硅条件渗硅条件 粉末渗剂粉末渗剂 用硅铁合金粉渗硅时，形成的渗层较厚； 用碳化硅粉末渗硅时，部件的表面比较干净、平整。 若渗硅时部件表面不撒渗剂粉末，则形成的渗层较薄，而且不均匀， 但却比较干净。 用含铬的粉末渗硅时可形成无孔的渗层。例如用铁-硅-铬合金粉末(含硅2030%，铬3040%)，在氢气中、于1100C渗硅4小时，可在铸铁上形成厚5060m的无孔渗层。渗层中含硅约9%，含铬约2%。渗硅条件的影响渗硅条件的影响 钢基体钢基

54、体 用粉末法渗硅时，渗层中的硅含量随被渗部件含碳量的增加而增加，但渗层厚度却随含碳量的增加而减小。用气体法渗硅时也有类似规律。 钢基体中碳含量对渗层孔隙有较大影响。实践表明，提高钢中碳含量，是减少渗层中气孔的有效途径。 钢基体中含铬，可降低渗硅层厚度，但可提高渗层的致密性、均匀性和抗蚀能力。含铬钢的渗硅层，实际上是硅和铬在铁中的均匀固溶体。 10号钢经渗硅后表面硬度Hv在175230之间。提高钢的含碳量，渗硅层的显微硬度可达750800kg/mm2。 钢材渗硅可提高其表面在加热时的抗氧化性能，但提高的程度比渗铝和渗铬小。钢铁渗硅后长时间处在700750C的氧化性气氛中，不会形成氧化皮。 渗硅层

55、的性能渗硅层的性能 渗渗硅硅铁铁在在几几种种介介质质中中的的腐腐蚀蚀数数据据样 品 失 重 (mg/cm2)试验时间未渗硅 渗 硅未渗硅 渗 硅未渗硅 渗 硅 10%盐 酸 10%硫 酸 10%磷 酸14.7012.20.060.730.07313.6034.80.162.220.21626.8067.30.324.080.351061.370.08103.10.367.020.413%氯化钠5%氯化钾5%硫 酸10.30.080.200.010.18-30.50.250.470.030.710.0460.80.430.930.051.270.12101.40.481.720.062.150.

56、12渗硅层的主要优点是在硝酸、硫酸和盐酸溶液以及海水渗硅层的主要优点是在硝酸、硫酸和盐酸溶液以及海水等介质中具有较高的耐蚀性。等介质中具有较高的耐蚀性。第八章 化学热处理1. 概述2. 扩散镀层形成的机理3. 渗铝 4. 渗铬 5. 渗硅 6. 渗硼7. 二元和三元共渗 8. 化学热处理新工艺6. 渗硼 6.1 渗硼层的形成方法 5.2 渗硼层的组织和性能 渗硼层的形成方法渗硼层的形成方法粉末法粉末法气体法气体法熔盐法熔盐法 在 容 器 底 部 放 上 一 层2030mm厚捣紧了的渗剂，然后放入部件。 部件至容器壁及部件与部件之间的距离不小于1520mm； 将部件用渗剂埋上，然后压紧；部件层与

57、层之间的距离不小于20mm；上缘到容器口应不小于50mm。渗硼方式：在密封与非密封容器中，在中性与保护气氛中，在真空中与在含硼粉末的流态床中。应用得最广泛的是在密封容器中的固态渗硼工艺。装罐装罐粉末法渗硼工艺粉末法渗硼工艺渗硼渗硼可以使用各种含硼物质的粉末作为基本的渗剂。 渗 剂 组 分 渗硼参数渗硼层 方 法方 式 (重量%)温 度(C)时 间(hr)厚 度 (m)相组分密封容无 定 形 硼 或 碳 化 硼 粉 末+3040% 惰 性 添 加 剂(Al2O3SiO2, MgO)+13%活性剂(NH4Cl,NaF,AlF3等)950105035100 300FeB+Fe2B器 中硼铁或粗硼铁粉

58、末 + 3040% Al2O3 + 13% NH4Cl950105035100 300Fe2B+相开口容器 中 50%B4C + 43% Al2O3 + 3%KBF4 + 4%NaCl 97034100 300FeB+Fe2B粉 末真空中 100%硼(无定形)90010002450 150FeB+Fe2B保护气氛 中 1.01.5%Na2CO3 + 0.51.5%CaCO3 + 98.596.5%B4C 900100036150 250FeB+Fe2B导电混合料中(3032%B+40%B4C+2830%SiC) + 2.510%活化剂(MgF2,KBF4, Na2B4O7, NH4Cl)950

59、10501460 350FeB+Fe2B流态床中70% 硼 铁 +20% 硼 ( 无 定形)+10%B4C95010505780 120 Fe2B金属热还 原粉 末密封容器中99.5%70%Al2O3+30%(25%Al+75%B2O3)+0.5%NaF99.5%80%Al2O3+20%(50%CK25+50%B2O3)+0.5%NaF95010502835 315FeB+Fe2B推荐使用的渗硼渗剂推荐使用的渗硼渗剂组分和粉末渗硼工艺组分和粉末渗硼工艺渗硼层的形成方法渗硼层的形成方法粉末法粉末法气体法气体法液体介质渗硼法液体介质渗硼法分为“电液渗硼”和“非电解液渗硼” 电解渗硼使用工业硼砂电解

60、渗硼使用工业硼砂(Na2B4O7 H2O)作为熔融料的作为熔融料的主要组分主要组分。 为了提高熔融料的流动性和扩散能力，往硼砂中加入20(wt)%以下的氯化钠或10%以下的氟化钠。在需要得到单相硼化物层的情况下，往硼砂中加入510%MnO。 电解渗硼在专门的金属坩锅内进行。部件作为阴极电解渗硼在专门的金属坩锅内进行。部件作为阴极接入电解回路，石墨或碳化硅棒作为阳极。接入电解回路，石墨或碳化硅棒作为阳极。 石墨棒在使用前进行“玻璃化”(在熔融硼砂中保持1520分钟)。新坩锅使用前先在930950C、电流密度0.1A/cm2下渗硼2030小时。 电解渗硼适用于大批量生产，生产效率高，处理结电解渗硼