1。2  传统渗硼钢的组织性能

1。2。1  传统渗硼工艺

    由于模具钢是被用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种，往往在工作过程中需要承受较多的热冲击和机械冲击，因而工作条件十分恶劣。在反复的工作过程中，其主要失效形式为整体开裂、变形以及热疲劳龟裂。而经过渗硼表面处理后的钢件，渗层中形成的硼化物组织使其表面及表层组织的强度和硬度提高，从而在相同的工作条件下，工件能够承受更多的热冲击和机械冲击，同时在表面出现裂纹时能够延缓或推迟裂纹的扩展[6]。

渗硼作为渗镀工艺的一种，将硼元素作为渗镀元素通过扩散进入到金属表面获得硼化物硬质层的化学表面处理技术。传统的渗硼工艺主要有固态粉末渗硼、气体渗硼以及熔盐电解渗硼等（详细分类见图1。1），以上的渗硼工艺都被很好的保留了下来，然而对于工业上的广泛应用，渗硼的高成本使它的经济竞争力被大大削减。在以上几种渗硼工艺中，固态粉末渗硼相比于其他几种工艺具有设备简单、操作简易的优势。 

图1。1 传统渗硼的工艺方法[7]

渗硼主要工艺参数：1）渗硼温度。渗硼温度主要影响渗硼层的厚度，因此渗硼时的温度选择应该适中。若渗硼时的温度过高，可能会引起基体组织内晶粒长大，淬火后出现较大变形，产生硬脆性的FeB相；若渗硼时的温度过低，则会导致硼扩散较慢，达不到预期的渗硼效果。2）保温时间。一般情况下，渗硼时的保温时间越长，渗层越厚。但研究表明，当保温时间超过6h后，渗层厚度增加趋于缓慢，因此保温时间不宜过长。对于某些有特殊要求的工件，若保温时间过长，组织中容易出现硬脆的FeB相，使得整个工件的韧性下降，进而使用寿命降低。

1。2。2  渗硼后渗硼层的组织及性能变化文献综述

（1）渗硼后的渗硼层组织

硼化物的形成、形态、相组成、厚度受多种因素的影响，其中包括基体的化学成分、渗硼的温度及保温时间等。根据铁-硼二元相图（见图1。2）可知，硼在铁中的溶解度很低。在硼的含量超过硼在铁中的溶解度时，硼将会形成硼化物。硼的原子半径略大于碳原子和氮原子，因此形成的化合物具有复杂的晶体结构，硬度高，热稳定性好，性能优于相应的氮化物和碳化物。硼和铁可以形成FeB和Fe2B两种化合物，其物理性能见表1。1，而FeB具有较大的脆性。