汽缸套合金铸铁渗硼后的组织和性能(2)
汽缸套的基体材料一般都会选择碳含量为2％～5％铁碳合金铸铁，合金元素的加入使铸铁的组织性能发生变化，从而使材料具有较低的收缩率、很好流动性好、耐磨性、高的抗振性和耐腐蚀性等十分优异的性能。铸铁的组织和共晶组织比较相似，熔点比较低(1 150—1 250℃)，原子之间相互的间隙小。铸铁由于在析出石墨时，铸铁的体积会膨胀，材料整体的收缩比较小等优异性能和低廉的价格使得它在相比于其它的材料在铸造行业得到了更加广泛的应用。铸铁是机械制造中最常用的优异基本材料，由于其高的含碳量使其在组织中一般以片状石墨的形态出现。片状石墨的形状、大小、分布和数量破坏了基体晶格之间相互的联系，从而降低了金属基体的连续性，减少了使用中对力的有效承载面积，同时也会产生了一定的缺口效应，进而降低铸铁的强度。从理论上来说，热处理仅是用相和温度之间的关系改变基体组织，而不改变其化学成分，也改变不了铸铁中石墨的形状，因此灰铸铁一般不会使用热处理来提高其力学性能。因为冷却硬化的过程中内部产生的应力会导致在基体中产生一系列的缺陷从而会逐渐发生裂纹而最后断裂，达不到使用所要求的性能。
正是由于以上的原因，热处理不能很好的提高其性能，一般的表面处理又不能有效的提高其表面强度和耐磨性。而表面渗硼作为一种应用很广泛且实用性很强的表面硬化处理技术可以很好的满足在实际生活中的各项要求。其渗硼层具有比渗碳、渗氮还要高的硬度、耐磨性、耐腐性和耐热性，能够显著提高了零部件、工件的便用寿命。在实际生产中由于其良好的性能，固体渗硼相比于其它的渗硼技术因其低廉的成本能够为企业带来巨大的经济效益而广泛的使用。
1.3 渗硼处理方法
1.3.1固体渗硼
在现有的固体渗硼中常用的渗硼剂主要由三部分组成：填充剂、供硼剂和活性剂。供硼剂可以用非结晶硼、硼铁、碳化硼和硼砂等硼含量比较高的原料。非结晶硼因其原料较缺少和价格比较昂贵等问题在我国的使用率很低。活性剂有氟硼酸钾、氟化物、黑色磁粉、氯化物、碳酸氢铵、氟硅酸钠、碳酸钠等[3]。供硼剂在渗硼中扮演着很重要的作用，为渗硼材料表面渗硼处理提供硼原子。活性剂的主要作用是提高活性硼原子的产生和渗硼剂的活性，促进渗硼中的各项反应的进行，提高渗硼的效率和减少渗硼的时间。不同的活性剂有着不同的使用场所和效果，结合实际情况可以选择合适的渗硼剂。填充剂一方面渗硼剂的配制上节约了原料，减少了渗硼剂和活化剂的使用量，另一方面能够使活化剂和供硼剂能够更加均匀分布，使工件表面和渗硼剂能够充分均匀接触，以得到更加均匀分布的渗硼层。
文献[4]报导采用固体法对不同种钢件在A1相变点以下温度进行稀土、硼、氮共渗处理，得到了非常好的性能，如硬度高，变形小，具有比低温渗硼获得更深的共渗层等特点。为使在反应中能够更好的还原出硼原子，在渗剂中的活化剂通常使用氟硼酸钾以提高其反应速率。
固体渗硼相比于其他的渗硼方式有着独有的特点：① 固体渗硼因粉末流动，强度分布均匀，能够和基体表面均匀并充分接触，升温速度快，短时间内升到所要求的温度。② 由于加热快速，减少了时间也就缩短了处理周期。③ 能够连续作业。时开时停，易于从一种热处理转为另一种处理方法。④ 与盐浴法相比较，流态床法有显著的节能、降低成本和提高经济效益的效果[5]。
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