文档介绍：第六章第六章热渗镀技术热渗镀技术 1 1 概述及方法概述及方法定义定义: :用加热扩散的方法把一种或几种元素渗入基体金属的用加热扩散的方法把一种或几种元素渗入基体金属的表面,形成一扩散合金层,这种方法叫表面,形成一扩散合金层,这种方法叫渗镀渗镀。所形成的镀。所形成的镀层叫做渗镀层(简称渗层)或扩散渗镀层。层叫做渗镀层(简称渗层)或扩散渗镀层。热渗镀材料的选择范围很宽,渗入不同元素可得到不同组热渗镀材料的选择范围很宽,渗入不同元素可得到不同组织和性能的表面(如耐蚀,耐磨,耐氧化等)。织和性能的表面(如耐蚀,耐磨,耐氧化等)。热渗镀的特点是:镀层的形成主要依靠加热扩散的作用, 热渗镀的特点是:镀层的形成主要依靠加热扩散的作用, 所得镀层(渗层)与基体金属之间是靠形成合金来结合的, 所得镀层(渗层)与基体金属之间是靠形成合金来结合的, 即形成冶金结合,因而结合非常牢固,镀层不宜脱落。即形成冶金结合,因而结合非常牢固,镀层不宜脱落。热渗镀方法很多,以与工件相接触的介质来分:有固渗、热渗镀方法很多,以与工件相接触的介质来分:有固渗、液渗和气渗,它们都属于直接渗镀方法;也可以联用其他液渗和气渗,它们都属于直接渗镀方法;也可以联用其他涂层方法,可分为:电泳渗、膏剂渗、喷镀渗、电镀渗、涂层方法,可分为:电泳渗、膏剂渗、喷镀渗、电镀渗、化学镀渗和真空渗等化学镀渗和真空渗等 2 2 固渗法固渗法 1. ,也是粉末包渗法是固渗中最普通的方法,也是历史最为悠久的渗镀法,至今国内外仍以历史最为悠久的渗镀法,至今国内外仍以此法的应用为最多。此法的应用为最多。这种方法很简单,就是把工件埋入装有欲这种方法很简单,就是把工件埋入装有欲渗金属粉末、防粘结粉末和活性剂的混合渗金属粉末、防粘结粉末和活性剂的混合物(粉末渗剂)的容器中,然后密封容器物(粉末渗剂)的容器中,然后密封容器高温加热即可。高温加热即可。 3 3 在粉末包渗法中,一般都要在粉末中加入在粉末包渗法中,一般都要在粉末中加入防粘结剂(如防粘结剂(如 Al Al 2 2O O 3 3)和活化剂,这主要是)和活化剂,这主要是为了避免烧结使得表面难以清理。活化剂为了避免烧结使得表面难以清理。活化剂一般为卤化物,如一般为卤化物,如 NH NH 4 4 Cl Cl, , NH NH 4 4 Br Br等。等。 4 4 以以 NH NH 4 4 Cl Cl为例来看看其原理: 为例来看看其原理: 设设A A表示二价基体金属, 表示二价基体金属, B B-欲渗二价金属,则在-欲渗二价金属,则在加热时容器中会发生下列反应: 加热时容器中会发生下列反应: NH NH 4 4 Cl ---> NH Cl ---> NH 3 3+ + HCl HCl 2NH 2NH 3 3 ---> N ---> N 2 2+ + 3H 3H 2 2 2HCl + B ---> BCl 2HCl + B ---> BCl 2 2 + H + H 2 2 卤化物分解生成的卤化物分解生成的 N N 2 2和和H H 2 2会排除容器内的空气, 会排除容器内的空气, 造成还原气氛, 造成还原气氛, HCl HCl 和和B B反应生成反应生成 BCl BCl 2 2。。随着加热的进行, 随着加热的进行, BCl BCl 2 2气化,与基体金属A反应, 气化,与基体金属A反应, 生成活性原子生成活性原子[B] [B] BCl BCl 2 2 + A ---> ACl + A ---> ACl 2 2 + [B] + [B] 活性金属原子活性金属原子[B] [B] 随后扩散进入基体金属的表面, 随后扩散进入基体金属的表面, 与基体形成表面合金镀层。与基体形成表面合金镀层。 5 5 优点是:设备简单,操作容易,适用于形优点是:设备简单,操作容易,适用于形状复杂的工件的渗镀。缺点是:尺寸和数状复杂的工件的渗镀。缺点是:尺寸和数量受限制,效率低,处理温度高,时间长, 量受限制,效率低,处理温度高,时间长, 基体强度有所降低,并且粉尘使得劳动条基体强度有所降低,并且粉尘使得劳动条件恶化。件恶化。 6 6 2. ,然将工件放于带有固体渗剂的流化床内,然后加热,同时通入卤气和运载气体( 后加热,同时通入卤气和运载气体( H H 2 2, , Ar Ar),使之与流体粒子反应产生欲渗金属),使之与流体粒子反应产生欲渗金属的活性原子渗入工件。的活性原子渗入工件。优点:传热性好,渗速快,渗层质量好, 优点:传热性好,渗速快,渗层质量好, 有利于机械化和自动化。有利于机械化和自动化。缺点:设备成本缺点:设备成