H13钢等离子低温渗硼的研究

为了提高热作模具钢H13的性能,延长模具的使用寿命,对表面纳米化后的热作模具钢H13,在远低于传统渗硼温度的600℃下实施等离子低温渗硼试验.结果表明:表面纳米化后的H13钢在600℃和4～8h的渗硼处理后,表面确实形成了6～10μm厚度的渗硼层,且具有约为16GPa的极高硬度;4～8h的不同渗硼时间,对渗硼层厚度,成分含量及形貌结构变化有影响,实验证明了表面纳米化处理对低温渗硼层的形成起到必要和良好的促进作用.     

工艺因素对3Cr2W8V和4Cr5MoV1Si钢低温电解渗硼的影响

本文研究了工艺因素对3Cr2W8V和4Cr5MoV1Si钢低温电解渗硼过程的影响，着重讨论了电流密度所起的作用，并指出电流密度过大产生的阳极效应可能导致采用大电流密度时渗硼层厚度下降的主要原因之一。文中给出了低温电解渗硼的应用实例。     

固体渗硼技术的研究与应用

回顾了渗硼技术的历史,介绍了固体渗硼技术的理论和实践,包括渗硼机制,钢铁渗硼层的组织和性能,冷作模具钢、热作模具钢、不锈钢、耐热钢的固体渗硼,以及固体渗硼技术在某些零件上的应用.     

激光淬火后Cr12MoV钢渗硼层界面形貌与能谱分析

利用热浸渗法对Cr12Mo V冷作模具钢进行渗硼处理,通过激光淬火对渗硼层进行了强化处理,用SEM、EDS、XRD对渗硼层表面-界面形貌、化学元素分布和物相进行表征,分析了激光淬火对渗硼层组织和性能的影响。结果表明,激光淬火后Cr12Mo V钢渗硼层表面孔洞减少,降低了剥落的可能性;激光淬火后渗硼层产生了Fe-Cr化合物和Fe2B新相,仍以Fe B相为主,有利于减少渗硼层脆性;元素未发生大量扩散,富碳层仍然存在,但组织得到细化,韧性和强度有所提高;激光淬火时孔洞中Si元素溶于奥氏体中,分布更均匀,Cr与Fe结合增强了渗硼层结合强度。     

渗硼处理对Cr12冷轧辊表面组织及性能的影响

以Cr12冷作模具钢轧辊为研究对象,通过固体渗硼方法在其表面进行渗硼研究。使用单一变量法研究了渗硼剂类型、渗硼处理温度和处理时间对渗层厚度及性能的影响。同时借助蔡司金相显微镜对渗层组织进行分析,利用环-块摩擦试验机对渗硼前后的试样进行磨损实验。实验结果表明:使用硼铁型渗硼剂得到的渗层较厚,渗层较为平整。在渗硼实验过程中,最佳热处理参数为:渗硼温度950℃,保温时间5 h。在本次实验所选取的热处理参数范围内,渗硼层厚度随温度的升高和保温时间的延长而增加。试样经过渗硼处理后,表面形成的渗硼层增加了表面硬度,提高了表面耐磨性。     

钢的低温稀土渗硼研究

筛选出了能实现低温稀土渗硼膏剂；探讨了４５钢低温硼层的组织与性能。结果表明，低温渗硼层仍呈梳齿状，在渗硼层前沿没有如高温渗硼那样的晶粒粗大的伪共析或过共析组织的过渡区，而只有一个相对较窄的富碳区；低温渗硼层的耐磨性和耐蚀性较高温渗硼层有所提高，而其脆性却有所降低。     

工具在电极浴槽中渗硼

渗硼能够提高零件的表面硬度,它可用于碳钢和合金钢的模具和某些切削工具,但不能用于高速钢。然而,现有的渗硼方法,像气体渗硼工艺比较复杂;粉末渗硼效率低;电解渗砌不能保证零件表面渗层的均匀性。本文介绍了作者对工具和其他零件在电极呈三边形分布的标准电极浴槽里,于750～     

表面纳米化预处理对Ti-6Al-4V合金渗硼的影响

研究了表面纳米化预处理对Ti-6Al-4V合金渗硼的影响。采用表面机械研磨处理(SMAT)在Ti-6Al-4V合金表面预先制备出一层纳米晶层,随后采用粉末渗硼法对纳米晶样品进行渗硼处理,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和微观硬度测试仪等对渗硼层的相组成、结构形貌、显微硬度和韧性进行了表征与测试。结果表明:表面纳米化预处理可以显著增强Ti-6Al-4V合金低温渗硼动力学,降低渗硼温度。与未处理的高温渗硼样品相比,纳米化预处理样品低温渗硼层硬度和耐磨性略有下降,但仍满足工业应用要求。渗层脆性级别评定表明表面纳米化预处理可以有效降低渗硼层的脆性。     

金属表面液相等离子体电解渗硼技术

金属表面液相等离子体电解渗技术包括等离子体电解渗碳、渗氮、渗硼等。它具有渗透效率高、工作电压低、处理工艺简单、成本低等优点。主要介绍了钢铁、钛等金属表面等离子体电解渗硼技术的最新进展,分析了它的放电过程和基本原理,研究了渗硼过程的光发射谱,并评估了等离子体放电区的电子温度、电子浓度特征参数。分析了渗硼层的生长过程和形成机理,探讨了金属基体成分、工作电压、处理温度和电解液的组成等关键参数,对渗硼层的显微组织和相成分的影响。最后简要探讨了等离子体电解渗硼技术目前存在的问题和后续的发展方向。     

电流密度对Na2B4O7-CaCl2熔盐电解法制备TiB2/TiB渗层的影响

采用熔盐电解法在纯钛表面渗硼,以硼砂作硼源、无水氯化钙为支持电解质,在电解温度920℃,电解时间1h的条件下,研究不同电流密度对渗层物相、微观结构及渗层厚度的影响,并用循环伏安法对阴极反应机理进行了研究。利用XRD对渗硼试样表面进行物相分析,利用扫描电镜(SEM)观察渗硼试样的断面形貌并采用能谱(EDS)进行元素分析。结果表明:在不同的电流密度下电解渗硼,得到的渗层均由TiB_2和TiB组成,且TiB_2渗层厚度可达到4.5μm,渗层厚度随电流密度非线性变化。循环伏安法结果显示阴极的反应主要是钠离子的还原,随后钠原子将硼砂生成的B_2O_3中的B置换出来,高温下B原子向钛基体扩散而形成硼化物渗层。     

TC4钛合金低温固体稀土-硼共渗

研究了TC4钛合金在950℃低温(β转变温度以下)下进行固体稀土-硼共渗的渗层形貌、物相组成、组织性能及基体相变。结果表明,低温稀土-硼共渗,可使TC4钛合金表面获得实用的渗硼硬化层,由TiB2和TiB双相化合物组成。同1050℃高温稀土-硼共渗相比,低温渗硼层致密均匀无孔洞,而且硬度梯度和脆性得到进一步改善。低温渗硼后TC4基体为等轴组织,性能良好,能有效地防止高温(β转变温度以上)时β相形成粗晶。低温渗硼有效地改善渗层的性能,减小工件畸变。     

H13模具钢低温盐浴氮碳钒共渗工艺研究

探讨了H13模具钢的低温盐浴氮碳钒共渗工艺,并对渗层组织、硬度、渗层中的元素分布以及物相组成等进行了研究。结果表明:低温盐浴氮碳钒共渗工艺明显提高了H13模具钢的显微硬度,并且渗层中的物相有利于提高模具的热疲劳性能和耐磨性,采用该工艺处理H13热作模具,使用寿命有了明显改善。     

渗硼对球铁耐磨性的影响

采用商用LSB-Ⅱ型固体粉末渗硼剂对用作可淬硬凸轮轴的球铁进行渗硼处理.通过Olympus光学显微镜和x射线衍射分析了渗硼层厚度和渗层组织,并用M200型块环式磨损试验机研究了渗硼与未渗硼(进行淬火 低温回火)球铁试样的耐磨性,结果表明:渗硼层由Fe2B单相层组成,含有球状石墨;渗硼层呈锯齿状深入基体;渗硼层的厚度随时间延长和温度升高而增厚;与淬火 回火的球铁相比,渗硼后的球铁有很高的耐磨性.     

45钢低温渗硼层的组织与性能

探讨了４５钢低温渗硼层的组织与性能，结果表明，氏温渗硼层通常呈针状，在渗硼层前沿没有如高温渗硼那样的晶粒粗大的伪共析或过共析组织的过渡区，而只有一个相对较窄的富碳区，低温渗硼层的耐磨性和耐蚀性较高温渗硼层有所提高，而其脆性却有所降低。在一定条件下会出现块粒状硼化物层，其耐磨性低于针状渗硼层，而其耐蚀性却优于针状渗硼层。     

H13模具钢低温盐浴氮碳钒共渗工艺研究

探讨了H13模具钢的低温盐浴氮碳钒共渗工艺,并对渗层组织、硬度、渗层中的元素分布以及物相组成等进行了研究.结果表明：低温盐浴氮碳钒共渗工艺明显提高了H13模具钢的显微硬度,并且渗层中的物相有利于提高模具的热疲劳性能和耐磨性,采用该工艺处理H13热作模具,使用寿命有了明显改善.     

H13钢低温固体渗硼及其热熔损性能的研究

采用低温固体粉末渗硼法对H13钢基体表面进行稀土催渗下的渗硼试验。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析渗硼层的组织形貌和物相组成,并对未渗硼和低温渗硼试样的热熔损性能进行了对比研究。结果表明:H13钢经580℃粉末渗硼10 h后,其表面形成了一层连续致密的硼化物层,厚度约10μm,硬度约19 GPa。渗硼层主要由FeB和Fe2B两相组成。稀土元素的渗入,可以降低活性硼原子在基体中的扩散激活能,从而显著加快其在基体表层中的扩散速率。由于渗硼层隔绝了铝合金熔液和基体直接接触,渗硼试样的抗热熔损性能大幅提高。     

5CrNiMo热模具钢渗硼层组织的研究

表面热处理是提高模具质量和使用寿命的有效途径之一。鉴于渗硼所带来的高硬度、高耐磨性和高红硬性,模具渗硼日益受到重视和广泛应用,但渗硼层的脆性问题目前仍是一个限制因素。渗硼工件的这些性能特点,都与渗硼后的组织结构有关,而渗硼组织结构又取决于所采用的材料和工艺条件(包括渗硼工艺及随后的热处理工艺)。为了解决热锻模渗硼工艺的实际应用问题,必须对热锻模具钢的渗硼组织结构进行研究。本文通过光学金相和扫描电镜的组织观察、电子探针和X射线衍射分析,以及显微硬度的测定等来分析研究5CrNiMo钢试样的渗硼组织结构。     

DC53冷作模具钢基于短时渗硼的强韧化

提出在固溶双淬工艺中结合短时渗硼的方法来提高DC53模具钢的耐磨性能,综合考虑渗层厚度及心部碳化物的形态分布确定出最优工艺参数。对比研究其与采用5 h长时渗硼的试样耐磨性时发现:1 h短时渗硼所得单相Fe2B渗层的耐磨粒磨损性能略优于5 h长时渗层所得的Fe2B和FeB双相渗层,并且短时渗硼得到的渗层与基体间的过渡区不会出现因硅元素富集引起的"软点",从而使渗层与基体结合更牢固。     

交流电场增强45钢中低温粉末法渗硼特性

通过在粉末法渗硼过程中施加交流电场,对45钢进行中低温粉末法渗硼,研究交流电场增强中低温粉末法渗硼特性.结果表明,位于交流电场平行电极间不同位置处试样渗硼效果一致.施加适当的交流电场,可显著增加中低温(450~800℃)下的渗硼速度,硼化物层厚度与渗硼温度呈线性关系.交流电场增强渗硼渗层的形貌与常规渗硼的相似,呈锯齿状垂直楔入基体,其厚度与渗硼时间关系曲线呈抛物线型.采用交流电场易于获得单一Fe2B相渗层.在800℃渗硼时,交流电场增强渗硼的硼化物层厚度随电场电流增加而增加.交流电场的促渗作用是电场强化试样内的扩散、渗剂中的反应与扩散及提高渗罐内的实际温度等的综合结果.     

硬质合金渗硼层组织及厚度的研究

本文以WC-Co硬质合金为渗硼研究对象,研究开发出一种感应加热密闭容器气-固渗硼工艺方法 ,借助于金相显微镜对渗硼层厚度实现了直接观察,应用SEM、EDS能谱、XRD、场发射电镜等对合金的组织进行了分析。实验结果表明:渗硼层厚度可达0.1～0.5 mm,渗硼层Co粘结相中弥散分布羽毛状W-C-Co-B析出相;感应加热、密闭容器中气相的作用和渗硼剂中的稀土促进了渗硼过程的进行;硬质合金Co含量、渗硼温度、渗硼时间增加有利于渗硼层厚度增加;应用数据拟合得到了YG11合金渗硼层厚度与渗硼温度、渗硼时间关系表达式。