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高质量高效率的热处理新技术

（已在现代零部件061期刊出）

赵启敬

BH渗碳催渗技术

西安北恒热处理工程公司安峻岐

1、BH催渗技术的工业应用现状简介

催渗可提高渗碳或碳氮共渗速度、降低工艺温度，可带来节能降耗、减小工

件变形、减小材料晶粒粗化倾向、细化组织等好处。

催渗技术研究是一项复杂的系统工程。仅有几次实验室试验的小试或短期小

规模的工业化应用是远远不够的。否则许多潜在问题都会对催渗技术的实际应用

产生影响。如：对设备、产品、碳控元件等的影响问题；催渗的工艺稳定性问题；

催渗对环境和人体的影响问题等。

北恒公司自八十年代中后期介入催渗技术研究以来，先后取得了“BH-0氯

化物催渗技术”和“BH-1稀土催渗技术”的阶段性开发成果。1997年北恒又

成功地开发了具有自己独立知识产权的第三代催渗技术“BH-2、BH-3”。目前北

恒的第四代催渗技术研究又进入了工业化试验阶段。由于起步早、参与面广，现

在我国催渗技术的研究水平已明显处于国际领先地位。

目前我国工业生产上应用最为广泛的催渗技术是BH催渗技术。采用BH催

渗技术的产品几乎含盖了所有渗碳与碳氮共渗零件。例如：轴承、齿轮、活塞销、

链条、履带、纺机配件、工具等。例如：一汽（底盘公司）、二汽（变速箱公司），

中国四大轴承厂中的三家，齿轮行业中陕西（法士特）、哈尔滨、大同、株洲、

武汉（双骏）、江苏（飞船）、湖北（车桥）、上海（上汽五厂）等均采用了BH

催渗技术。

2、BH催渗技术机理

BH催渗技术是目前工业化应用最成功的一项催渗技术。BH催渗技术的研究

者们认为：气体渗碳和碳氮共渗是气（气氛）固（渗碳工件）相间进行的一种特

殊化学反应，有催渗剂时，它分为四个反应过程进行：

1）气相中的化学反应，渗剂在催化剂作用下分解，产生碳氮原子活性核心

体的粒子。

2）活性核心体在气相中的传质扩散。

3）活性核心体在催化剂破膜效果作用下迅速穿过气固相间的中间气膜层吸

附在工件表面上，在相界面发生化学反应而渗入金属内部。

4）催化产生的活性核心元素向工件内部扩散。

在实际工艺中，第1步和2步进行的速度很快，第3步较慢、第4步最慢，

是影响渗速的瓶颈。要提高渗速就必须首先解决后两步的问题。

2.1边界气膜层学说在BH催渗技术中的应用

边界气膜层学说是近代气固相化学反应速度研究领域形成的新学说。它同样

适用于化学热处理.渗碳时气氛中的有效成分与工件表面接触发生以下反应：

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CO+H→[C]+HO↑CH→[C]+2H↑2CO→[C]+CO↑

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碳被吸收后残余气体在工件表面累积，形成一个中间气膜层（图1）。

图1中间气膜层形成示意图

图2中间气膜作用原理图

渗碳时气氛中的活