[发明专利]在低碳钢磨段表面形成渗硼共晶层的渗硼剂及其处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，具体是涉及一种在低碳钢磨段表面形成渗硼共晶层的渗硼剂及其处理工艺。

背景技术

在黑色金属和有色金属选矿行业、火电能源行业、高炉炼铁行业以及水泥生产行业中，磨段是一种用于磨制精细粉末（如金属矿粉、高炉煤粉、水泥生产制粉等）的粉磨磨段。现有的磨段一般是低铬合金铸造磨段，由于这种低铬合金铸造磨段的生产厂家的配料成份没有一定的控制标准，甚至含铬量极微，致使磨段硬度低、耐磨性差，作为精粉研磨用的研磨体，在磨机中工况恶劣的作业中，使用寿命很低，消耗大，成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种在低碳钢磨段表面形成渗硼共晶层的渗硼剂及其处理工艺，其用含碳量<0.2%的普通低碳钢制成磨段，然后在低碳钢磨段表面形成渗硼共晶层，大大提高了低碳钢磨段的耐磨性和使用寿命，可以替代以往的低铬合金铸造磨段，具有极高的性价比高。

按照本发明提供的技术方案：在低碳钢磨段表面形成渗硼共晶层的渗硼剂，其特征在于：包括下述组分，各组分按重量份数计为：硼，5~10份；填充剂，85-90份；活化剂，4-5份。

作为本发明的进一步改进，所述填充剂为碳化硅（SiC）或三氧化二铝（Al₂O₃）。

作为本发明的进一步改进，所述活化剂为氟硼酸钾（KBF₄）或氯化铵（NH₄Cl）。

在低碳钢磨段表面形成渗硼共晶层的处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（1）装箱密封：按重量份数配比取下述组分：硼，5~10份；碳化硅或三氧化二铝， 85-90份；氟硼酸钾或氯化铵，4-5份；将它们混合均匀，制成约100目的粉末状的渗硼剂，将所述渗硼剂装入按一定容量设计的钢制渗箱中；然后将待处理的低碳钢磨段埋入混匀后的渗硼剂中，相邻低碳钢磨段之间保持1-2cm间距，盖紧渗箱盖，并用水玻璃调制火泥密封；

（2）渗硼处理：将密封后的钢制渗箱置于加热炉中加热，先升温至500℃，保温2小时，再升温至800℃，保温2小时，继续升温至900-1050℃，保温5-6小时，然后停止加热，随炉降温至850℃以下，连渗箱一起出炉空冷至室温；

（3）共晶层处理：打开渗箱，取出低碳钢磨段，重新装入加热炉在氮气保护气氛下加热，进行渗硼后的共晶层处理，共晶层处理的加热温度为1140-1150℃，保温时间根据装炉量设定，当温控仪表检测到炉温到达设定温度后，观察低碳钢磨段与炉膛温度颜色基本一致时，再保温0.5-1小时，然后随炉降温到920℃，进行下一阶段处理；

（4）淬火、回火处理：把低碳钢磨段进行淬火，淬火温度为920℃，冷却介质为10%的NaCl水溶液，淬火后再把低碳钢磨段在180℃下保温3小时，进行回火处理。

作为所述处理工艺的进一步改进，所述低碳钢磨段中的碳元素百分含量小于0.2%。

作为所述处理工艺的进一步改进，所述低碳钢磨段的基体组织为板条马氏体，基体组织硬度达HRC40；低碳钢磨段的表层组织为Fe₂B共晶层，Fe₂B共晶层的厚度为0.5-5mm，表面硬度达HV0.1 1600-2000，冲击韧度达30J/cm²以上。

本发明中，所述的低碳钢磨段是由低碳钢圆钢（直径根据工艺要求而定）锯段而成或直接由低碳钢铸段而成。

本发明与现有技术相比，优点在于：

本发明用含碳量<0.2%的普通低碳钢制成磨段，然后在低碳钢磨段表面形成渗硼共晶层，处理后的低碳钢磨段的基体组织为板条马氏体，基体组织硬度达HRC40；低碳钢磨段的表层组织为Fe₂B共晶层，表面硬度达HV0.1 1600-2000，冲击韧度达30J/cm²以上；大大提高了低碳钢磨段的耐磨性和使用寿命，可以替代以往的低铬合金铸造磨段，大大节省金属材料耗损，显著降低生产成本，具有极高的性价比高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1