45钢收割机刀片的渗硼工艺及渗硼层性能的研究

收割机刀片是用量大的易损件,主要问题是不耐磨、寿命低。自将原用的T9A钢高频感应加热淬火工艺改用45钢渗硼处理后,有效地提高了刀片刃口的硬度和耐磨性,使用寿命成倍地提高。为了完善工艺,解决生产中出现的问题,本文对盐浴渗硼工艺进行了研究,着重解决了大批量小零件产品渗硼后硼盐清洗、热处理和贮存过程中锈蚀的关键技术问题。同时采用金相,X光衍射,俄歇能谱等方法对渗硼层的组织结构及腐蚀性能进行了探讨。     

45钢盐浴渗硼部件耐蚀性能的研究

本文研究45钢渗硼零件在热处理过程中的氧化,在大气中的锈蚀以及在几种稀酸中的耐蚀性能。试验结果证明渗硼刀片在热处理过程中的氧化关键取决于淬火介质的氧化能力,选用水淬油冷工艺,解决了渗硼刀片在生产过程中的氧化。研究结果表明,在还原性或较弱的氧化性的稀酸介质中,渗硼表面有较高的耐蚀性,但是,由于Fe_2B柱状晶之间不致密,引起渗硼试片发生“选择性腐蚀”,在较强的氧化性介质中,渗硼表面不耐腐蚀。     

45钢渗硼层组织结构的某些特征及其形成机制的研究

近几年来,国内有相当一部分收割机刀片采用45钢渗硼处理代替原用T_9钢高频感应淬火,使刀片使用寿命成倍提高.为了进一步探讨渗硼过程的本质和掌握规律,本文研究了45钢经盐浴渗硼后渗硼层组织结构的某些特征和形成机制.根据实验结果和Fe_(2)B的晶体学特征,用硼原子的"扩散通道"模型,讨论了Fe_2B单相渗层的形成机制;解释了渗硼层组织结构的某些特征的成因,对一些实验现象的本质也进行了讨论.     

稀土在H13模具钢低温粉末渗硼中的应用

对低温加稀土粉末渗硼进行了研究，初步探讨了稀土含量和工艺因素对渗层组织和性能的影响。结果表明，在低温下，加稀土渗硼仍具有比较明显的“滑化”效果，能够提高渗硼层的耐磨性；合适的稀土加入量促使渗层趋向均匀、致密，并有一定的催渗作用。     

渗硼工艺综述

渗硼是一种可以提高对表面要求耐磨和抗磨的零件寿命的新工艺。本文分别介绍了固体渗硼、电解溶盐渗硼、液体渗硼和气体渗硼工艺特点，阐述了渗硼类型、深度、硬度、耐磨性、耐蚀性和耐高温氧化性以及渗硼工件表面光洁度和尺寸变化，探讨了合金元素对渗硼的影响，简介了渗硼工艺的应用范围。     

辉光放电光谱仪逐层分析Cr12钢表面渗硼层

采用两种不同的工艺在Cr12钢表面制备渗硼层,利用辉光放电光谱仪对两种工艺形成的Cr12表面渗硼层进行逐层分析。结果表明:1#试样(1000℃处理10h)渗硼层在距表面0～20μm内均由质量分数为8.8%的硼组成,随后硼的含量逐渐降低;2#试样(900℃处理10h)渗硼层的硼含量在表面较低,随后逐渐升高到质量分数为5%左右,接着又缓慢降低。由此推测1#试样的表面可能存在Fe2B;2#试样的表面可能由硼在铁中的α固溶体组成。为了验证辉光放电光谱仪逐层分析渗硼层的可靠性,利用XRD分析了渗硼层的相结构,结果表     

渗硼剂粒径对钛合金渗硼层组织和性能的影响

采用不同粒径的碳化硼作为硼源,以氧化铈作为催渗剂,在非惰性气氛保护下对TC4钛合金表面进行固体渗硼。利用场发射扫描电镜(FESEM)、背散射电子成像(EBSD)、X射线衍射(XRD)、UMT摩擦磨损试验机对渗硼层的微观组织结构和摩擦学性能进行研究。结果表明,TC4钛合金表面渗硼层为双相硼化物;随着碳化硼粒径的增加,Ti B层厚度与渗层总厚度减少,渗层硬度约为60(HR30N),硼化物层摩擦系数约为0.2,碳化硼的杂质组成对渗层有较大影响。     

硼—稀土共渗石油钻机泥浆泵单金属缸套的研制

泥浆泵缸套是石油钻采机械中泥浆泵的主要易损件,它的寿命直接影响钻井效率和钻井质量。介绍了用硼－稀土共渗法制造泥浆泵缸套的实验研究及结果。试验表明,硼－稀土共渗层在磨粒磨损使用条件下具有较高的耐磨性,用这种方法制造的缸套,不但工艺简单,成本低。而且在同样试验条件下,缸套的寿命比高铬铸铁作内衬的双金属缸套高。推荐了硼－稀土缸套的和产方法和生产工艺。     

表面高硬度和耐腐蚀性高强贝氏体钢制备新工艺

 铁路运输和工程机械等领域对贝氏体钢的耐磨性和耐腐蚀性具有较高的要求,而表面渗硼、渗铬处理是常见的提高表面硬度和耐腐蚀性的有效方法。在已有的研究工作中,获得贝氏体基体的等温淬火热处理和表面改性处理是分开进行的,工序复杂且生产成本增加。提出制备表面高硬度、高耐腐蚀性中碳高强度贝氏体钢的新工艺,将表面改性处理和贝氏体等温淬火工艺一体化,既可以简化制备工艺,又降低了生产成本、减少了环境污染。采用渗硼/铬-等温淬火一体化新工艺制备表面高硬度、高耐腐蚀性中碳高强贝氏体钢,通过组织观察、硬度测试和腐蚀试验等,对比分析了渗硼-等温淬火和渗铬-等温淬火一体化工艺对中碳高强贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明,与仅经过等温淬火工艺处理相比,渗硼/铬-等温淬火一体化工艺处理后,贝氏体钢表面均形成了维氏硬度超过1 500HV的渗层(约为贝氏体基体硬度的3.3倍),且在0.5%NaCl溶液中的腐蚀性能明显提高。暴露在0.5%NaCl溶液中3 h后,渗硼层表现出更好的耐腐蚀性能。两种一体化工艺均可制备表面渗层、基体以贝氏体相为主的新型高强贝氏体钢,在相同处理时间下,与渗铬-等温淬火一体化工艺相比,渗硼-等温淬火一体化工艺处理的渗层生长速率快,且渗硼层与贝氏体钢基体的结合强度更高。     

稀土粉末渗硼及其在冷拔模上的应用

对冷拔模加稀土渗硼工艺进行了比较,结果表明,一定的稀土物质在渗硼中具有催硼作用,且能使渗硼体的组织和性能得到改善,稀土粉末渗硼工艺应用于冷拔模处理具有很好的经济价值。     

稀土对H13钢低温粉末渗硼的影响

研究了Ｈ１３钢经低温加稀土粉末渗硼的组织和性能。结果表明，在低温下，加稀土渗硼具有比较明显的“滑化”效果，能够提高渗硼层的耐磨性；合适的稀土加入量有一定的催渗作用，但不如高温渗硼时明显。     

稀土对模具钢钒硼共渗层组织和性能的影响

本文研究了模具钢盐浴钒硼共渗工艺中，添加适量稀土对共渗层组织和性能的影响。并探讨了稀土元素对共渗层催渗作用机理，以及盐浴稀土钒硼共渗工艺在模具表面强化处理中的实际应用。应用结果表明，冷作模具经盐浴稀土钒硼共渗处理后比常规热处理的模具使用寿命提高３～７倍。     

稀土化学热处理与稀土材料表面改性

综述了稀土元素在化学热处理与某些其它表面工程领域中的应用情况,结合笔者的研究工作,介绍了稀土元素在渗碳、渗硼、离子注入、电弧离子镀等方面对工艺过程和改性效果的影响。稀土元素对钢的渗碳和渗硼过程有明显的催化作用,渗速提高20%～30%;对提高渗碳层和渗硼层的品质和磨损特性、强韧性也有良好的效果。在离子注入技术中,稀土元素能使经离子束改性的材料表面硬度和耐磨性大为提高。在电弧离子镀中,对提高膜-基结合力有明显的效果。本文对稀土元素的合金化作用作了分析讨论和概括。     

冷拔钢管用模具的固体粉末渗硼试验

无缝钢管冷拔模、冷拔顶头采用固体粉末渗硼工艺,可以显著提高其使用寿命。实践证明,获得双相渗硼层的冷拔模具,在使用中由于受冲击负荷较小,主要承受滑动摩擦所产生的摩擦力,故未出现渗层剥落现象,显示出很高的耐磨性。顶头渗硼不仅提高了使用寿命,而且由于省掉了镀铬工序,可消除工业污染。利用渗硼强化工、模具,其母材可用碳钢代替原来昂贵的高合伞钢,具有节省贵重金属的重大经济意义。     

低温固体渗硼剂的研究

本文研究了低温固体渗硼剂的选择和工艺因素（温度、时间等）对渗硼过程的影响，通过多种供硼剂、活化剂和填充剂组成的渗硼剂的对比试验，选择，得到了两种廉价实用的渗剂配方。将这两种配方用于20钢、3Cr2W8V模具钢和铸铁，经700℃×4h渗硼处理，三种材料的显微硬度可达到Hv_(0.05)15800～20730mpa，渗层厚度为10～30um，渗层为均匀致密的FeB＋Fe_2B双相层硼化物。     

GH4169镍基高温合金车削过程刀片磨损失效机理浅析

由于镍基高温合金在切削加工过程中易发生切削温度高、刀片磨损大、加工硬化现象严重等问题,导致镍基高温合金非常难以加工。本文通过对常规的车削过程的微观观测与分析,研究了镍基高温合金在车削过程中刀片的磨损失效过程与机理,以期为其切削性能的改善提供支持。结果表明,在切削GH4169镍基高温合金时,车削刀片的磨损形式主要包括前刀面磨损、后刀面磨损、沟槽磨损以及刀尖磨损。上述磨损形式由粘结磨损、磨粒磨损和氧化磨损几种磨损机理相互作用和影响形成。其中,粘结磨损是刀片切削镍基高温合金过程中最主要的失效机制,是引起其它失效形式的源头。     

铁基粉末冶金零件膏剂渗硼的研究

本文介绍有关铁基粉末冶金零件膏剂渗硼的研究结果。用扫描电镜、电子探针和光学显微镜观察和分析渗层的显微组织和成分。研究了影响渗层厚度的基本因素,并测定渗层的硬度和耐磨性。试验结果表明,铁基粉末冶金零件膏剂渗硼是一项有价值的化学热处理工艺。     

钛合金固相渗硼-稀土渗硼机理研究

表面强化处理可以大幅提升钛合金的耐磨性， 也有利于钛合金在高温环境中应用。 钛合金高温固相渗硼是 重要的表面强化方式， 添加稀土提高渗硼效率是重要技术手段。 为深入研究稀土的渗硼催化机制， 本文开展了 900~1050℃渗硼试验， 重点分析了渗硼剂在试验后的相组成变化。 结果表明， 稀土可通过与硼源、 氧发生化学反 应， 生成熔点较低的稀土硼酸盐。 本文对该硼酸盐发挥的作用进行了解释， 论述了稀土在渗硼反应过程中的作用。 经过渗硼的钛合金表面形成了 TiB/TiB2 双相渗层， 显微组织分析表明该渗层与基材结合紧密、 无孔洞缺陷。 本文 还对渗硼钛合金的拉伸性能、 表面摩擦系数、 维氏硬度、 高温洛氏硬度、 结合力等基础力学性能进行了测试， 结 果表明， 渗硼钛合金具有优良的综合力学性能。     

保温时间对硼铬稀土共渗层组织性能的影响研究

本文介绍了渗硼工艺的实验方法,实验材料的选用,并对渗硼层的显微组织进行了观察,分析了渗硼层的主要缺陷,并从保温时间方面,探讨了其对渗硼层质量的影响。     

钢的渗硼过程研究

采用八种不同成分和原始状态的钢材进行液体渗硼,研究了Fe_2B渗层的组织结构特征。结果证实:单相 Fe_2B渗层组织结构特征与钢材的化学组成和原始状态无关,完全是由Fe_2B 的晶体学特征和 Fe_2B晶柱的生长机制所决定。成功地验证了作者曾提出的硼原子“扩散通道”模型是合理的。讨论了Fe_2B渗层的形成过程和Fe_2B晶柱的堆垛生长机制,进一步阐述了Fe_2B渗层组织结构特征的成因。