硼铬稀土共渗层与渗硼层粘着磨损特性的对比研究

研究了45钢固体硼铬稀土共渗层和渗硼层的粘着磨损特性,并对磨损机理进行了探讨。结果表明：硼铬稀土共渗层具有良好的抗咬合性和减摩性,其原因是共渗层的高温抗压强度高、表面氧化物膜致密并且与渗层的结合强度高。     

2Cr13不锈钢的硼碳共渗及其摩擦学性能

为了提高2Cr13不锈钢的的摩擦学性能,对其进行了950℃保温10 h的固体硼碳共渗,渗剂系自制,成分为5%碳化硼、20%无水硼砂(作供硼剂),15%木炭(作供碳剂),3%氯化铵和2%氟硼酸钾(作活化剂),10%石墨和40%碳化硅(作填充剂),以及5%氧化钇(作催渗剂)。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)检测了渗层的表面和截面形貌、微观结构和相组成;对经过和未经过硼碳共渗的2Cr13钢进行了纳米压痕试验,在330 g、530 g和730 g载荷下进行了摩擦磨损试验,以揭示硼碳共渗层的摩擦学性能及其磨损机制。结果表明:硼碳共渗层的厚度约为156μm,主要由FeB、Fe_2B、Fe_3C和CrB相构成,表面硬度达1 572 HV0.1,约为基体的6倍高;共渗层弹性模量约为265 GPa,表面粗糙度约为0.126μm。不同载荷的摩擦磨损试验表明,经硼碳共渗的钢的摩擦因数、磨损体积和比磨损率均显著小于未经共渗处理的钢。在以730 g载荷摩擦磨损试验的情况下,未经硼碳共渗的2Cr13钢的磨损机制为磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损,而经硼碳共渗的钢则主要为磨粒磨损和氧化磨损。     

LBI渗硼剂渗硼试验研究

介绍了使用一种廉价渗硼剂(LBI)在不同温度及保温时间下的渗硼试验。结果表明,采用LBI作渗硼剂是可行的,可获得连续、均匀、致密且无缺陷的渗硼层。     

渗硼对灰铸铁耐磨性的影响

采用商用LSB-Ⅱ型固体粉末渗硼剂对可用作可淬硬凸轮轴的合金灰铸铁进行渗硼处理。渗硼温度分别为850℃、900℃和950℃,保温时间分别为2、4、6和8h。采用Olympus光学显微镜和X射线衍射分析渗硼层厚度和渗层组织。用M200型块环式磨损试验机（淬火加低温回火GCr15钢圆环作为对磨副）研究渗硼和未渗硼（但是进行了淬火和低温回火）合金灰铸铁试样的耐磨性并用S-450型电子探针观察磨损形貌。结果表明,渗硼合金灰铸铁比淬火加低温回火合金灰铸铁的耐磨性更高。     

TC4钛合金盐浴硼氧共渗剂的成分

通过对TC4钛合金进行盐浴硼氧共渗试验,比较分析几种盐浴硼氧共渗剂。采用扫描电子显微镜(SEM)及其配备的能谱仪(EDS),X射线衍射仪(XRD),观察渗层表面形貌和物相,用维氏硬度计测量渗层表面显微硬度,测试与YG6球在干摩擦磨损条件下的摩擦磨损性能,并采用化学热力学分析盐浴硼氧共渗机理。结果表明单一硼砂型(Na_2B_4O_7)共渗效果不理想,表面组织疏松,显微硬度为584.7HV;硼砂—铝粉型渗层表面组织呈块状和球形颗粒状,主要由TiB_2、TiB_(12)、Ti_2B5_、Ti3Al和TiO_2相组成,表面显微硬度提高了71.5%(631.8HV),有一定的共渗效果;硼砂—碳化硅型渗层表面组织均匀,主要有TiB_(12)、Ti_2B_5、TiB_(25)、TiO_2和TiC相,表面显微硬度提高了84.1%(677.4HV),共渗效果显著;氯化钠—氧化硼—碳化硼型渗层表面组织致密,有团聚现象,主要有TiB、TiB_2、TiB12、TiO_2和TiC相,表面显微硬度提高了80.1%(664.9HV),共渗效果明显。组分盐浴硼氧共渗可以显著改善TC4钛合金的耐磨性能。     

氧化镧对TC4钛合金固体渗硼的影响

对固体渗硼剂(碳化硼+碳化硅)中添加氧化镧对钛合金渗硼层的表面形貌与相组成、渗层厚度、渗层硬度、渗层与基体的界面结合力以及渗层摩擦磨损性能的影响进行了研究。结果表明,固体渗硼剂中添加氧化镧(4.0%,质量分数)细化了渗层表面形貌组织;显著提高了渗层的厚度与表面硬度(增幅分别为50.7%和34.8%);提高了渗层与基体的界面结合力(增幅为37.25%);大幅提高了渗层在摩擦磨损过程中抗剥落性能以及渗层自身的抗裂性能。自身抗裂性能的提高与渗层中含有Ti金属物相从而提高渗层的韧性有关。添加氧化镧渗层与未添加氧化镧渗层相比,具有低的摩擦系数(0.12)且摩擦磨损表面无对摩件中Fe元素。     

超厚硼铝共渗层的研究

硼铝共渗兼有渗硼与渗铝的优点，不仅能提高钢表面的硬度，耐磨性，而且可以改善钢的抗高温氧化性能，特别适用于高温下使用的零件衣要求耐磨热的工模具。文献报道，在较高温度下工作随侵蚀，磨损的机器零件，工模具，采用硼铝共渗可使寿命提高１－１４倍。硼铝共渗还可应用于镍铬合金，热强钢制造的零件，以防高温气体的腐蚀。     

纯镍渗硼硅处理工艺及组织性能研究

采用粒状渗剂分别在渗硼硅温度为850、900、950℃,保温时间为2、8 h的工艺参数下对纯镍表面进行固体渗硼硅处理。用光学显微镜(OM)对渗层横断面进行了显微组织观察,用显微硬度计测试渗层的硬度分布,用M200型磨损试验机研究未渗硼硅和渗硼硅纯镍的耐磨性,采用循环氧化试验研究未渗硼硅和渗硼硅纯镍的抗高温氧化性。结果表明,纯镍渗硼硅后,渗层为硅化物层和硼化物层,且硅化物和硼化物的显微硬度都大于基体硬度,渗层厚度随着渗硼硅时间和温度的增加而增加,其范围约为36~237?m,用X射线衍射仪(XRD)分析出渗层为硼化物层(Ni2B)和硅化物层(Ni3Si、Ni5Si2和Ni2Si)。磨损试验结果表明渗硼硅后试样的耐磨性得到提高。抗高温氧化试验结果显示未渗硼硅纯镍试样抗高温氧化性优于渗硼硅后纯镍试样。     

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。     

盐浴共晶化渗硼工艺研究

通过盐浴共晶化渗硼原理对钢表面渗硼工艺进行优化,用金相显微镜、显微硬度仪对渗硼后组织及硬度进行观察和分析。结果表明,采用盐浴共晶化法渗硼可在较短的时间在钢表面形成较厚的Fe2B、γ-Fe共晶组织渗层。该工艺适合对中小型工件进行整体表面强化处理。     

渗硼产生耐磨表层

回顾了渗硼技术的发展,介绍了该技术的目前状况。讨论了渗硼层形成的主要过程,包括不同合金元素的影响。概括介绍了可以渗硼的材料,以及严重磨损零件渗硼处理后明显的耐磨效果。     

硼砂型固体渗硼剂的应用

探讨了石墨粉加入大量对硼砂型固体渗硼剂结块的影响。结果表明，石墨粉加入量与渗剂中其它成分有关，但不能低于１５％。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，有优良的抗高应力磨粒磨损性能。用本渗剂处理的耐火砖模具，使用寿命可提高２￣３倍。     

TC4钛合金熔盐电解法渗硼

采用熔盐电解法对TC4钛合金表面渗硼以提高其表面硬度。选用硼砂和碳酸钠的混合盐作电解质,施加1.49 V电压进行渗硼实验,研究熔盐温度对渗层微观形貌及物相的影响,并对熔盐电解渗硼的反应机理进行了探讨。对不同组分的混合熔盐进行示差扫描热量(DSC)-热重(TG)分析,利用X射线衍射(XRD)仪对渗层表面及熔盐进行物相分析,利用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)仪分析渗层断面的形貌和元素成分。结果表明:在900℃时渗硼110 min,可获得均匀密实的渗层,主要物相是TiB_2和TiB;渗硼后试样的表面硬度为7.1 GPa;渗硼后熔盐中的主要产物是NaBO_2;渗层中先有TiB_2相生成,TiB在TiB_2相的下层形成。     

稀土对铁基粉末冶金材料渗硼强化性能的影响

在渗硼剂中添加质量分数为 1%、2%、3%和 4%的 CeO2 ,在烧结温度为 1050 ℃情况下对铁基粉末冶金材料渗硼处理 5 h,制备出具有渗硼层的铁基粉末冶金试样。 从渗硼层厚度、微观组织结构、表面粗糙度和摩擦磨损性能等方面研究渗硼剂中 CeO₂ 的添加量对渗硼层性能的影响。 结果表明:随 CeO₂ 含量增加,试样表面粗糙度逐渐增大,渗硼层厚度一开始增大而后显著减小。 与不添加 CeO₂ 相比,添加 2% CeO₂ 试样的渗硼层厚度增加了 31%,表面组织更加致密均匀,磨损轨迹未损坏,磨损量低于其他试样;添加 4% CeO₂ 试样的渗硼层厚度减小了 82. 6%,表面组织出现大量孔洞及裂纹,磨损轨迹破坏严重,磨损量高于其他试样。 说明过量的 CeO₂抑制渗硼作用,添加 2% CeO₂ 试样的渗硼层具有更加优良的抗磨损性能。     

渗硼温度对Inconel 625合金渗硼层组织及耐磨性的影响

采用固体颗粒渗硼技术对Inconel 625合金进行表面处理,研究了不同渗硼温度对渗硼层组织结构、相成分、硬度和耐磨性能的影响。结果表明:Inconel 625镍基合金在900℃渗硼处理后,渗层主要由镍硼化合物相和少量铬硼化合物相组成,试样表面硬度增大,耐磨性能提高。950℃渗硼后的渗层由镍硼相和铬硼相组成,表面硬度达到最大值1239.1 HV0.3,耐磨性能最好。1000℃渗硼后试样在镍硼相和铬硼相的外侧生成硅化物Si31Ni12,造成表面硬度下降,耐磨性能变差。综合比较,渗硼温度在950℃时,Inconel 625镍基合金试样的表面硬度最高,耐磨性能最优。     

碳钢渗硼后的疲劳强度

一、序言自从渗硼作为一种表面硬化法而受到重视以来,已发表了不少有关处理方法和生成层的研究报告。但对于材料渗硼后的机构性能的研究还不多,仅有少量关于磨损和疲劳方面的报告。因此,希望结合实用进行这方面的研究。     

含稀土固体渗硼剂渗硼处理试验

本文介绍一种廉价含稀土固体渗硼剂，并进行了渗硼处理试验，通过渗层组织的观察和渗层硬度的测定以及渗硼剂重复使用性的探讨。结果表明：采用该渗硼剂可使钢件表面获得较好的渗硼层，且稀土可以提高渗层的质量。     

金属渗硼

采用适当的渗硼剂、活化剂和加工工艺能使工件表面形成有良好耐磨性能的硼化物层。本文探讨了钢基材表面的几种渗硼工艺及其应用。同时叙述了钛及钛合金、钴基合金、烧结碳化钨硬质合金和镍基合金的渗硼工艺以及它们在工业上的应用。     

钢件的硼—锆共渗配方

含有碳化硼、氟化钠和含锆物质的钢件硼锆共渗剂的特点是添加铝粉、石英粉而含锆物质采用锆石粉,以提高渗剂的饱和能力和工件的磨损抗力,其配比为(重量％): 碳化硼 50—55 氟化钠 5—7 锆石粉 5—8 铝粉 0.5～2.0 石英粉余量本发明属冶金类中钢的化学热处理范畴,是关于涂料硼锆共渗扩散处理技术,可用于机械制造业中各方面,以提高工件的表面物理机械性能。发明目的     

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.