[发明专利]渗硼用胶膜

说明书

本发明属于金属表面化学热处理，用于金属工件表面渗硼。

渗硼是一种金属表面化学热处理方法，广泛应用于工模具、偶件等要求耐磨的工件。目前用于工业生产的渗硼方法有固体渗硼、液体盐浴渗硼、膏剂渗硼等。膏剂渗硼是将渗硼所用的渗硼剂、催渗剂用粘接剂、水等调成膏状涂在待处理金属工件表面，烘干后加热至渗硼温度使工件表面形成硼化物层。例如苏联专利U.S.S.R.775147;用15～40%的非结晶硼、15～17%的有机粘接剂、5～40%的NaF和3～5%的三乙醇胺调成膏剂进行膏剂渗硼。

用膏剂法渗硼渗剂的消耗少，适合单件、小批量工件的渗硼处理，可以实现工件整体渗硼和局部渗硼，但是由于调制膏剂的操作较复杂，膏剂难以在工件表面涂抹均匀，常导致硼化物层生长速度不稳定、厚度不均匀和相组成发生变化等情况。

本发明的目的是制成一种渗硼用胶膜，用这种胶膜渗硼时炉前工人操作简便，硼化物层生长速度稳定，厚度均匀，可获得以Fe₂B为主的硼化物，可以实现工件整体和局部渗硼。

本发明是这样实现的，将渗硼所需的供硼剂、催渗剂与热塑性树脂、增塑剂等混炼压延制成厚度均匀的软质薄膜，薄膜的一面涂胶粘剂制成胶膜。渗硼时将胶膜贴在金属工件表面，加热时热塑性树脂、增塑剂和胶粘剂等有机物先后裂解气化，加热至渗硼温度保温，附着在金属工件表面的供硼剂、催渗剂起作用使工件表面形成以Fe₂B为主的硼化物层。

本发明渗硼用胶膜的组成（重量%）如下：供硼剂：10～50;催渗剂：8～15;热塑性树脂：15～30;增塑剂：15～35;稳定剂：0.3～5。其中供硼剂包括B₄C、B₂O₃、Na₂B₄O₇、无定形硼等，用B₄C，无定形硼中的一种或两种混合使用，或用B₄C，无定形硼中的一种或两种与B₂O₃、Na₂B₄O₇配合使用;催渗剂包括Na₂SiF₆、CaF₂、KBF₄、NaF、AlF₃、NH₄Cl、MgF₂等，其中的一种或几种混合使用;热塑性树脂包括聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂等;增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲酚酯等，其中的一种或几种混合使用;稳定剂包括硬酯酸钡、硬酯酸铅、硬酯酸镉、钡皂、镉皂等，其中的一种或几种混合使用。其中各组分纯度均不低于工业纯，粒度不小于100目。

本发明渗硼用胶膜表面涂有机粘接剂以将胶膜粘贴在金属工件表面，有机粘接剂包括文具胶水等。

本发明渗硼用胶膜的厚度为0.8～2.0毫米。

供硼剂、催渗剂各组分粒度小于100目时，压制的薄膜粗糙、不均匀;供硼剂、催渗剂重量比例不合理时，难以形成连续、厚度均匀、以Fe₂B为主的硼化物层;热塑性树脂的含量太多时，相对减少了供硼剂，会降低硼化物层的生长速度和使硼化物层不均匀，含量太少时，压制的薄膜强度低，易撕裂;增塑剂的含量太少时薄膜的塑性低使用不方便，太多则相对地减少了供硼剂，降低了渗硼速度，且制出的薄膜难以与金属胶连;稳定剂含量太少则混炼制膜时热塑性树脂易分解。胶膜太薄时供硼剂不足，易造成硼化物层质量不稳定，太厚时渗剂浪费。

本发明渗硼用胶膜的供硼剂、催渗剂消耗少炉前工人操作简便，可以实现工件整体渗硼和局部渗硼，硼化物层生长速度、相组成稳定，厚度均匀。