改善渗硼层性能的研究

通过对单－渗硼、硼－氮共渗．硼－氮复合渗、硼－锆共渗和硼－土共渗等方法所得到的铁－硼金属间化合物分别进行了硬度梯度，脆性和耐磨性试验。试验证明，无论是复合渗还是共渗，其渗层性能都优于单－渗硼层，其中以硼－稀土共渗渗层的性能最佳．在本文试验条件下，与单一渗硼层相比，共渗和复合渗渗层的脆断强度提高３０％～５４％，相对脆性降低４７％～１１６％，相对耐磨性提高３２％～１０９％．     

稀土元素对渗硼动力学的影响

采用固体渗硼法对45钢和T12钢在1053～1213K分别进行单一渗硼和添加Nd2O3稀土渗硼。分析了稀土元素对渗硼动力学的影响。结果表明:稀土元素的加入有助于渗硼层中Fe2B相的形成,提高渗层中Fe2B相所占比例,改善渗层组织和性能。同时,加入稀土能够使硼的扩散系数增大,使扩散激活能降低,45钢中硼的激活能由184kJ/mol降到122kJ/mol,T12中硼的激活能由261kJ/mol降到155kJ/mol,分别降低了34%和41%,显著提高了渗硼速率。根据所得数据建立了45钢在添加w(Nd2O3)=5%稀土渗硼时的渗硼层等厚线图。     

4Cr13不锈钢渗硼工艺及渗层组织研究

采用添加稀土化合物及优化工艺参数的方法解决了4Cr13不锈钢渗硼问题。通过正交试验法获得4Cr13钢渗硼工艺为：温度为920℃，时间8h，最佳稀土加入量为0.5%(质量分数）。借助于金相显微镜、X射线衍射仪及显微硬度计，观察和分析了加稀土前后渗层的组织、表面和次表面的相结构以及渗层的显微硬度分布。结果表明：加稀土元素后，渗层厚度提高，硼化物的组织形态及致密度明显改善，表面获得以Fe2B、(Fe,Cr)2B为主的组织，渗层脆性降低。     

改善渗硼层性能的研究

通过对单一渗硼、硼－氮共渗、硼－氮复合渗、硼－锆共渗和硼－土共渗等方法所得到的铁－硼金属间化合物分别进行了硬度梯度，脆性和耐磨性试验。试验证明，无论是复合渗还是共渗，其渗层性能都优于单－渗硼层，其中以硼－稀土共渗渗层的性能最佳，在本文试验下条件下，与单一渗硼层相比，共渗和复合渗渗层的脆断强度提高３０％－５４％，相对脆性降低４７％－１１６％，相对耐磨性提高３２％－１０９％。     

渗硼工艺在模具生产中的应用

围绕渗硼工艺在模具零件生产中的应用,对渗硼生产过程中渗硼零件的适用范围、材料的选择、渗硼工艺、渗硼后零件的热处理、零件的刃口结构等方面进行了阐述,提出了改善零件渗硼质量,降低渗层脆性,提高渗硼零件使用寿命的方法。     

钛合金膏剂法渗硼

阐述了钛合金（Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ）膏剂法渗硼的工艺和性能，并讨论了加入稀土元素的影响，试验表明：膏剂中加入稀土元素，能增加渗层深度、提高渗层表面硬度和耐蚀性，降低渗层脆性和耐磨性．     

渗硼层耐锌液腐蚀性的研究

针对热镀锌生产中钢、铁制工艺装备严重熔蚀现象,通过采用渗硼方法得到的铁硼化合物具有良好的耐液锌腐蚀性能．并对利用共渗方法提高渗硼层奶液腐蚀性进行了实验研究．实验证明,共渗法可以改善渗硼的性能,使脆性下降,韧性和耐腐蚀性提高;调整共渗配方和工艺,可以改善渗层成分的均匀性、渗层的表面状态,减少表面缺陷,使其耐液锌腐蚀寿命进一步提高．     

稀土元素在粉末渗硼中的作用

本文系统地究研了稀土元素对粉末渗硼的催渗作用以及工艺参教、渗剂成份诸因素对稀土催渗作用的影响,从而探索出稀土元素在渗硼过程中的一些规律。与一般渗硼相比,加入适量的稀土可使渗硼层组织和疏松明显改善,渗层硬度以及耐蚀性和抗氧性均有所提高。     

45钢(α γ)双相区温度盐浴稀土硼共渗的研究

选择合适的介质成分,45钢盐浴及电解渗硼均可得到单相的Fe_2B渗层。本文通过对700—900℃各温度渗硼结果的综合比较发现:45钢(α r)两相区温度是低温渗硼的最佳温度。实验发现,介质中加入一定量的稀土,可显著地增加各工艺相同温度下的渗层厚度,在一定程度上弥补了低温时由于原子扩散能力较低而造成的渗层厚度的损失,使低温渗硼工艺更加可行。同时也发现,稀土可渗入到Fe_2B中,并且由于稀土的渗入,使渗层组织得到改善,韧性、耐蚀性及耐磨性得到提高。 应用扫描电子显微镜、电子探针、电子能谱、正电子湮没、x射线衍射、显微硬度计等设备,对渗硼后钢表面的缺陷、成分、相的分布进行了全面的考察和测定。在此基础上对稀土的促渗、改善组织、提高性能的机理,进行了初步的探讨。     

球化剂对固体渗硼的复合催渗

本文介绍了球化剂对固体渗硼的催渗作用。实验结果表明,在固体渗硼剂中加入适量的球化剂,可以显著提高渗硼速度。使渗层加深,过渡层加厚,硬度梯度变缓,脆性有所改善。分析认为,农业机械中有较多的承受摩擦磨损或磨粒磨损而受冲击较小的工件,更宜进行渗硼处理,若用球化剂复合催渗则可获得更好的技术经济效果。     

气体渗硼工件表面形貌的研究

本文利用扫描电子显微镜观察了经不同气体渗硼工艺处理的工件表面,研究了渗硼工艺对工件表面形貌的影响规律.结果表明:渗硼工件的表面形貌和工艺参数的选用有关.如果工艺参数选择合适,工件将由规则,细小,均匀的硼化物颗粒构成较光滑的表面.否则,工件表面将产生一种针状的硼化物颗粒.本文重点研究了这种针状硼化物的形成机理及其影响因素.此外,工件的表面形貌还和渗硼层质量有关.表面较光滑的工件往往具有较致密的渗硼层,而粗糙的表面,尤其是表面产生针状硼化物的工件则对应具有较重腐蚀孔洞的渗硼层.因此,研究表面形貌对选择渗硼工艺,预测渗硼层质量有一定的指导意义.     

固体渗硼的实践与应用

探讨了木炭粉加入量对硼砂固体渗硼剂结块的影响.试验结果表明,木炭粉加入量与渗剂中其它成分有关,但以略高于16%为宜,所研制的渗剂渗后不结块,工件表面清洁,能获得单一的Fe2B相渗层.工件淬火后渗硼层不开裂、不脱落,有优良的抗磨性能.用本渗剂处理的耐火砖模具,使用寿命可提高2～3倍.     

刀碗落料模具钢的渗硼工艺研究

为提高刀碗落料模具的使用寿命和耐磨性,对刀碗落料模具钢进行固体正交渗硼试验．采用OLYM—PUS（BH-2）型金相显微镜观察渗层组织;用PW-1710型X射线衍射仪测定渗层的相组成;用HV-1000型显微硬度计测定渗层显微硬度;用三钾试剂浸蚀渗层来区分渗层组织;用M-200型磨损试验机进行耐磨性试验．以温度、时间和稀土加入量为三因素,优化出的渗硼工艺参数为950℃×5h,稀土加入量1．5wt％．加稀土的渗硼层比未加稀土的渗硼层致密、宽厚且硬度高．优化渗硼后再经970℃淬火、200℃回火处理,渗硼层耐磨性显著提高．     

固体碳氮硼共渗的研究

研究了两段固体碳氮硼三元共渗。通过试验选出了渗剂。用该渗剂对工业纯铁、15钢、45钢等进行570℃×3h—900℃×5～6h共渗处理后,得到由硼化物层和碳氮层组成的共渗层。渗层组织及相结构分析表明:共渗层中有一定数量的ε,γ′和Ee_3(C,B)粒子相,其中ε相最多且以棒条状或小球状存在。还对共渗过程的有关化学反应进行了热力学分析。对渗层的脆性、耐磨性与渗硼进行了对比试验。     

稀土对工业纯铁硼铝共渗动力学的影响

采用膏剂法对工业纯铁进行稀土硼铝共渗和硼铝共渗,分析了渗层的相组成及其生长情况。结果表明：稀土对硼化物形成的两个阶段,即随机成核、等轴长大阶段和择优取向长大阶段均产生影响,并给出了渗层生长的动力学表达式。     

自保护涂渗法多元共渗

本文采用涂渗法对４５钢进行以渗硼为主的硼碳氮多元共渗，并对渗层的组织结构和性能进行了探讨，试验结果表明，用涂渗法进行的硼多元共渗可使钢获得硬度高、耐磨性好的渗层，与一般的盐浴渗硼相比，该方法得到的渗层厚度大，脆性小。     

稀土对45钢固体硼氮共渗过程的影响

研究了稀土对４５钢固体硼氮共渗工艺、渗层成分、组织、耐磨性及断口形貌的影响。试验结果表明,稀土的加入使渗速增大,渗层中Ｂ,Ｎ含量特别是Ｎ的含量增加,硼化物针齿变得细密、直长;且ＦｅＢ的相对含量减少,Ｆｅ２Ｂ相增加,渗层耐磨性提高,同时稀土增加了过渡区厚度,减少裂纹源。生产应用证明,稀土硼氮共渗可使烟机配件的使用寿命大幅提高。     

稀土对45钢固体硼氮共渗过程的影响

研究了稀土对４５钢固体硼氮共渗工艺,渗层成分,组织,耐磨性及断口形貌 影响。试验结果表明,稀土的加入使渗速增大,渗层中Ｂ,Ｎ含量特别是Ｎ的含量增加,硼化物针齿变得细密,直长,且ＦｅＢ的相对含量减少,Ｆｅ２Ｂ相增加,渗层耐磨性提高,同时稀土增加了过渡区厚度,减少裂纹源。生产应用证明,稀土硼氮共渗可使烟机配件的使用寿命大幅提高。     

稀土硼铝共渗在铝压铸模芯上的应用

采用膏剂法对３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢制铝压铸模芯进行了稀土硼铝共渗应用的研究，并考察了共渗层的组织形态及相组成，研究结果表明，经稀土硼铝共渗的模芯使用寿命提高２～３倍。     

硼硫,硼氮共渗组织和性能及其机理的研究

研究了硼硫，硼氮共渗和最佳工艺及渗硼剂的最佳匹配，渗硼和硼硫，硼氮共渗的渗层组织和性能，Ｎａ２Ｓ２Ｏ３．（ＮＨ２）ＣＯ２在渗硼过程中的催渗和阻渗机制；渗层的脆性，耐磨性和耐蚀性，且证实了不仅在硼齿之间存在有Ｆｅ３（Ｃ，Ｂ）在硼化物的针舌内也存在Ｆｅ３（Ｃ，Ｂ）