表面渗硼处理对提高轧辊耐磨性能的影响

轧辊表面渗硼处理可以改善其耐磨性.渗硼是一种简单、有效的表面强化方法,但是单一的渗硼处理所获得的渗层脆性大,渗硼速度慢.在渗硼过程中加入一定量的稀土元素,不仅可以提高渗速,还可以降低渗层脆性.虽然稀土渗硼与单一渗硼层均为Fe2B和FeB两相组成的“网状”组织,但稀土渗硼层中最表面层有少量的含稀土相,可降低渗层表面的脆性,防止开裂和剥落.     

微波渗硼机理研究

利用渗硼介质吸收微波的特性成功地实现了钢铁表面渗硼层的制备，并与常规渗硼进行了比较，结果表明：微波场下渗层生长的硼原子来源于介质分解的硼原子及气态硼化物。渗层生长与常规渗层生长一样表现〈002〉晶向取向生长特征，微波渗硼的渗层生长速率比常规快，除温度效应外，还与微波提高硼原子活性加速硼原子在渗层的扩散有关。     

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．     

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.     

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。     

固体硼氮共渗的研究及其在模具中的应用

研究了固体硼氮共渗技术的渗剂、工艺参数、共渗后的组织与性能及其在模具上的应用.固体硼氮共渗剂由供硼剂、供氮剂、活化剂、填充剂组成,工艺简单,便于实施,是一种可获得渗层性能好的化学热处理方法.通过固体硼氮共渗使模具表面获得了可靠稳定的硼氮共渗层,渗层由硼化物层(Fe2B、FeB)和过渡层组成,渗后可获得高硬度的硼化物层,渗层具有高的耐磨性、良好的耐热、耐蚀性.硼氮共渗技术应用在模具的制造上可使模具的使用寿命大幅度提高.     

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。     

交流电场作用下的中低碳钢低温粉末法渗硼

以低碳20钢、中碳45钢为渗扩对象进行交流电场作用下的低温粉末法渗硼,对渗硼层厚度、显徽组织、相结构及硬度进行观测分析.试验结果表明:在600℃、4h保温条件下,20钢、45钢经交流电场增强渗硼获得的渗硼层厚度远远大于常规渗硼得到的渗层厚度;在交流电场作用下,渗层厚度随渗剂中硼铁含量的增加而快速增加;硼铁含量小于等于10％时,渗硼层基本由Fe2B单相构成;而硼铁含量大于等于15％时,渗硼层则由FeB+ Fe2B两相构成.对交流电场在渗硼中的作用机制进行了初步分析.     

硼硫共渗对渗硼层组织和性能的影响

通过金相分析、硬度测试、磨损测定,研究了硼硫共渗对渗硼层组织和性能的影响。结果表明：在渗硼剂中加入Ｎａ２Ｓ２Ｏ３,对渗硼工艺过程具有促进作用,能降低渗硼温度,缩短渗硼时间,且硼硫共渗可降低摩擦系数,从而扩大了渗硼工艺的应用范围     

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.     

粉末固体碳硼共渗的试验研究

对粉末固体碳硼共渗的渗剂成份、共渗效果进行了试验研究，并探讨了共渗层组成及相结构。通过与渗碳、渗硼的对比实验发现．碳硼共渗既有较高的表面硬度，又有合理的硬度梯度而且耐磨性远远高于普通渗碳件。     

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。     

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．     

微波场下渗硼层的制备与研究

以35碳钢为基体研究了微波场下材料渗明层的制备及渗硼层的组织和相结构，并与常规加热模式进行比较，发现微波场下的渗硼层的形成、相结构等与常规有较大差异，且相同条件下渗层要厚得多。渗层的快速形成主要是硼原子在渗层中快速扩散的结果。     

硼硫共渗对渗硼层组织和性能的影响

通过金相分析，硬度测试，磨损测定，研究了硼硫共渗对渗硼层组织和性能的影响。结果表明：在渗硼剂中加入Ｎａ２Ｓ２Ｏ３，对渗硼工艺过程具有促进作用，能降低渗硼温度，缩短渗硼时间，且硼硫共渗可降低摩擦系数，从而扩大了渗硼工艺的应用范围。     

材料的耐液态锌腐蚀研究

论述了液态锌对材料造成腐蚀的机制,介绍了耐液态锌腐蚀的Cr-Si合金铸铁、渗硼铸铁和渗硼低碳钢等材料,尤其对多元复合硼共渗技术得到了脆性低、与基体牢固结合且组织致密的渗硼层作了系统叙述.该层与液态锌不润湿,隔断了铁与锌之间的反应,因此具有良好的耐液态锌腐蚀性能.     

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％．     

气体渗硼层孔洞成因探讨

渗层易产生孔洞,是长期困扰气体渗硼发展的主要问题之一。本文通过对渗硼孔洞的电子探针扫描和气体渗硼的热力学分析证实:在BCl_3+H_2渗硼气氛中,孔洞主要是由Fe-Cl产物组成,气氛中的残留H_2O、O_2加剧了产物的形成。严格控制气氛中残留H_2O、O_2含量不仅可有效地防止孔洞的形成,而且可大幅度降低BCl_3用量。此外还讨论了B.Cl_2的扩散特点及温度对孔洞形成的影响。     

钢的低温渗硼剂的研制

在经过初步选择渗剂的基础上,采用正交试验优化选择研制了低温渗硼剂的最佳配方.通过金相分析、显微硬度测定等实验,分析了低温渗硼层的显微组织、硬度分布.结果表明,正交试验能有效减少试验次数,获得最佳渗剂配方;该低温渗硼剂能较好地实现低温渗硼,渗硼层呈梳齿状,致密、疏松孔洞少,硼化物前沿没有明显的过渡区,也无明显的富碳区;渗硼层显微硬度梯度比较平缓,渗层与基体结合较好.     

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。