电冶钢结硬质合金的渗硼研究

采用粉末渗硼法对两种WC含量的电渣熔铸钢结硬质合金进行渗硼处理，并和粉冶钢结硬质合金渗硼进行了比较。利用光学显微镜对渗硼层的组织结构进行观察，用显微硬度计对渗硼层硬度分布及渗硼层厚度进行了测量。结果表明，电冶钢结硬质合金具有良好的渗硼性能，渗硼后，合金表面可获得高硬度的含有FeB＋Fe2B的渗硼层。渗硼过程中，材料中的硬质相WC的含量和分布状况对硼化物的生长影响显著。WC颗粒对硼化物的生长起阻碍作用，并且含量愈多，阻碍作用愈明显，所获得的渗硼层愈浅、愈疏松。     

电渣熔铸钢结硬质合金渗硼初探

采用粉末渗硼法对电渣熔铸钢结硬质合金进行渗硼处理,利用光学显微镜对所获渗硼层的显微组织结构进行观察,用X射线衍射仪对渗硼层相结构进行分析,用显微硬度计对渗硼层硬度分布及渗硼层厚度进行了测量,研究了不同处理时间对硼化物生长的影响。结果表明:电渣熔铸钢结硬质合金具有良好的渗硼性能,渗硼后,合金表面可获得含有FeB+Fe2B的高硬度渗硼层,且随渗硼处理的时间延长,渗硼层厚度和表面硬度也随之增加,FeB含量也增加,在渗硼过程中,WC颗粒对硼化物的生长起阻碍作用,并且含量愈多,阻碍作用就愈明显,WC的形态对硼化物的生长影响较大,块状和树枝状的WC使渗硼后所获得的渗硼层浅而疏松。     

低铬铸铁铸渗WC颗粒的工艺研究

为进一步提高低铬铸铁的耐磨性,利用铸渗工艺采用膏块法制备了WC/低铬铸铁复合铸渗层试样.通过金相观察、磨损实验研究了WC颗粒含量及WC包覆改性处理对渗层质量和渗层耐磨性的影响.结果表明:随着膏块中WC颗粒含量的增加,渗层中的硬质相也相应增加,在加入50%WC时渗层质量最好,磨损量最小,且经过包覆改性处理后的WC更容易形成优良渗层.     

WC—Co硬质合金烧结过程钇—硼共渗机理

对以B4C为供硼剂、以Y2O3为催渗剂的WC—20Co硬质合金渗硼表面进行了从室温到1300℃连续升温渗硼过程的XRD动态物相分析，在此基础上探讨了钇—硼共渗机理。结果表明，在真空烧结升温期间，B4C分解出来的活性硼原子除了在压坯表面上形成硼化物外，还形成了硼原子富集。这些硼原子向压坯内扩散，形成弥散分布的羽毛状W2Co21B6化合物。同单独渗硼相比，钇在钇—硼共渗过程中有拓宽渗硼温度范围、促进B4C脱碳分解和硼原子向压坯内扩散等催化渗硼作用，从而改善了渗硼层的组织结构，明显提高了渗硼层的韧性。     

WC/铁基表面复合材料摩擦磨损特性研究

为了获得质优价廉的耐磨材料,作者采用铸渗法制造WC增强金属基表面复合材料,研究了WC颗粒含量(质量分数)对渗层在干摩擦磨损条件下的摩擦磨损性能的影响.结果表明:当WC颗粒含量为45%时,摩擦系数与耐磨性最好;用SEM观察磨痕形貌,发现试样的磨痕最为平整、光滑,且塑性变形较轻;磨损机制主要以剥层、撕裂和塑性变形为主;表明添加适量的增强颗粒能有效地降低摩擦副之间的犁沟和粘着效应.     

离子氮化对薄壁铸件铸渗WC、Cr硬质表层组织和性能的影响

研究了薄壁铸件WC、Cr硬质合金层在辉光离子氮化炉中的离子氮化处理工艺;探讨了氮化处理对铸渗层的组织与性能的影响;利用SEM研究了铸渗覆层的微观结构和元素分布,利用硬度计测量了铸渗覆层的硬度分布,利用金相显微镜研究了铸渗覆层的金相组织.结果表明,铸渗层经离子氮化处理后,在基体表面形成了弥散分布的尺寸很小的颗粒状氮化物相(如Fe4N、Fe2N等),表面硬度从710HV0.98提高到1100HV0.98左右,基体耐磨性能因此得以显著提高.由于铸渗层中已存在高硬度WC颗粒相的强化作用,所以复合层的硬度在离子氮化处理后没有明显改善.     

电场频率对45钢交流电场增强粉末法渗硼的影响

在800℃粉末法渗硼过程中对中碳45钢试样和渗剂施加交流电场,研究电场频率对粉末法渗硼的影响规律和作用机制。对渗硼保温过程中试样的温度、渗硼层显微组织、相结构、厚度及显微硬度分布等进行观测分析。结果表明:交流电场使试样温度高于渗硼保温炉温,电场电流恒定时,随频率从20Hz增至400Hz,试样温升先降低后升高,硼化物层及增碳区厚度均先减小后增加;当电场电流为3A时,硼化物层为单相Fe2B;当电场电流≤2A时,随频率增加,硼化物层由FeB+Fe2B双相变为单相Fe2B,渗层表层硬度降低、硬度分布曲线趋于平缓。分析认为,电场频率通过综合影响渗剂反应、活性硼原子及含硼活性基团在试样表面的吸附和试样内原子的扩散来影响渗硼。     

电冶熔铸WC/钢复合材料中WC的溶解行为

用电冶熔铸工艺制备不同WC含量的WC/钢复合材料,研究了WC颗粒在复合材料钢基体中的溶解行为和影响因素.结果表明:随着WC含量的增加,碳化物从钢基体晶界处分布逐渐转向晶内分布;随着WC颗粒尺寸的增大,在WC颗粒与钢基体界面处形成一层反应物,它阻止了WC颗粒在钢基体中的进一步溶解,同时也提高了两相界面的结合强度.通过调整电冶熔铸工艺参数和WC颗粒的尺寸及含量,可以控制WC颗粒在复合材料中的溶解行为.     

碳化钨钢结硬质合金膏剂渗硼的研究

采用膏剂渗硼剂 ,对三种WC含量不同的钢结硬质合金进行了渗硼处理。对这类材料的渗硼工艺 ,所获渗硼层的组织及相结构、硬度分布及试样在渗硼前后的尺寸变化进行了研究。结果表明 :进行膏剂渗硼后 ,这类合金的表面可获得高硬度FeB +Fe2B的致密渗硼层 ,而且试样的尺寸变化甚微。     

4Cr13不锈钢渗硼工艺及渗层组织和性能的研究

采用正交试验方法优化4Cr13钢渗硼的渗硼剂和工艺参数，获得了良好的效果。优化后渗硼层组织致密，表面稍有疏松，硼化物显微硬度压痕完整，降低了渗层脆性；硼化物层主要由FezB、(Fe，Cr)2B相和少量的FeB相组成，过渡区形成Fe3(C，B)、Fe4N相及Cr的碳化物，不存在软带现象，有效地强化了对硼化物层的支撑作用．有利于硼化物层与基体的结合；渗硼样的耐磨性明显高于直接淬火样。     

渗硼对Ti(C,N)基金属陶瓷刀具性能的影响

采用粉末冶金法制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,并用固体渗硼法对其进行了渗硼处理。研究了渗硼后金属陶瓷的微观组织和力学性能以及渗硼对切削性能的影响。结果表明:Ti(C,N)基金属陶瓷的渗硼层组织由硼化物层、扩散层和基体区组成。渗硼使金属陶瓷的表面硬度提高,抗弯强度降低。渗硼使金属陶瓷刀具在切削速度为200 m/min时的使用寿命提高约1倍;在300 m/min切削速度下,渗硼对延长金属陶瓷刀具的使用寿命没有明显作用;切削速度增至400 m/min时,渗硼使金属陶瓷刀具的使用寿命变短。强烈的热冲击是导致高速切削条件下渗硼层耐磨性降低的主要原因。渗硼层有效地减轻了金属陶瓷刀具表面发生的粘结,并抑制了刀具的扩散磨损和氧化磨损。     

Role of RE Element Nd on Boronizing Kinetics of Steels

Boronizing of AISI 1045 and ASTM W1-111/2 steels was carried out by pack boriding using Nd₂O₃-containing agent in the temperature range of 1053 to 1213?K. The effect of RE element Nd on boronizing kinetics was analyzed in terms of possible chemical reactions in boriding agent, surface elemental distribution and morphology evolution of the steels boronized at different temperatures. The results showed that the RE element Nd has two opposite effects on boronizing process, i.e., promoting effect at high temperatures and hindering effect at low temperatures. Boronizing using Nd₂O₃-containing agent can remarkably reduce the diffusion activation energy at higher temperatures. Empirical equations relating the boride layer thickness with processing time and temperature are established. Based on these equations, the contour diagrams of boride layer thickness for the studied steels boronized with addition of 5% Nd₂O₃ are presented.     

渗硼对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备了纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷,并用固体粉末法对其进行了渗硼处理。研究了渗硼处理对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织以及抗弯强度和硬度的影响。结果表明:渗硼处理使Ti(C,N)基金属陶瓷中生成了CoB、TiB2、MoB2和石墨相。金属陶瓷的渗硼层由硼化物层、扩散层和基体区组成,厚度为100～140μm。硼化物层主要由CoB组成,扩散层含有较多孔隙,基体区存在富硼的渗硼影响区,影响区具有与Ti(C,N)基金属陶瓷近似的微观组织,但金属相含量较少。渗硼处理使Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度降低,主要是由材料中产生的热应力、组织应力以及组织变化引起的。Ti(C,N)基金属陶瓷的表面硬度提高48.7%。在由渗硼层表面向内部100～140μm范围内,硬度呈下降趋势。     

渗硼对Ti(C,N)基金属陶瓷抗热震性能的影响

采用粉末冶金法制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,并对其进行了固体渗硼。研究了渗硼后金属陶瓷的显微组织和力学性能以及渗硼对抗热震性能的影响。结果表明,Ti(C,N)基金属陶瓷的渗硼层由硼化物层、扩散层和基体区组成;渗硼使金属陶瓷的表面硬度提高,抗弯强度降低,使导致金属陶瓷热震残留强度急剧下降的临界热震温差降低约100℃;渗硼使Ti(C,N)基金属陶瓷热震后的残留强度降低,主要是分布不均和形状不规则的孔洞所致;当热震温差较小时,渗硼使金属陶瓷表面萌生热震裂纹的孕育期延长,从而推迟了主裂纹的形成;而热震温差较大时,经渗硼的金属陶瓷热震裂纹扩展较快,易形成龟裂。     

稀土对40Cr钢固体渗硼过程的影响

采用一种廉价的新型固体渗硼剂对40Cr钢进行了渗硼工艺试验，研究了稀土对钢的渗硼过程、渗层组织和性能的影响，结果表明，采用该渗硼剂是可行的，稀土能提高渗硼速度和渗层的硬度，并能改善渗层的硬度分布。     

等离子熔覆添加碳化钨的铁基合金涂层的研究

为了提高钢铁材料表面的硬度和耐磨性,采用等离子弧在Q235钢基体上熔覆添加50%镍包WC的Fe-Cr-B-Si合金粉末,制备了具有冶金结合的复合涂层.采用SEM、EDS、XRD等研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度分布.结果表明:Q235钢表面经等离子熔覆形成的复合涂层中,WC颗粒部分溶解于铁基合金,WC颗粒与涂层界面形成厚达数微米的反应层,有效提高了涂层与WC的界面结合强度.涂层由基体组织γ-Fe枝晶,颗粒状WC、Fe3W3C、Fe6W6C、W2C等相组成,其显微硬度可达560～820HV0.2.