渗硼层

摘要： 目的进一步提高碳钢表面低温B-Cr-Re固体渗硼层的质量。方法采用快速多重旋转碾压法(Fast multiple rotation rolling,FMRR)对碳钢表面进行预处理,然后进行低温B-Cr-Re固体共渗研究。利用透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等测量仪器对基体表层组织结构、显微硬度和渗硼层组织结构进行了表征。结果经FMRR处理后,基体表层发生严重塑性变形,沿着垂直于基体表面由表及里的方向,变形程度逐渐变小,总变形层厚度约为30μm,变形方向呈方向一致的流线结构;部分晶粒发生破碎现象,晶粒逐渐细化,出现约为30nm的纳米结构层,同时观察到基体表层存在非晶、孪晶、高密度位错等结构缺陷。经FMRR处理后,只有?-Fe相的X射线衍射峰变宽,但未发现新相产生。结论经FMRR处理后,基体表层显微硬度明显提高,基体表面得到明显强化。FMRR方法提高了基体表面低温B-Cr-Re共渗速度,低温渗硼层的平均厚度约为30μm,约为未处理低温渗硼层厚度的1.7倍,低温渗硼层质量也明显得到改善。

摘要： 在800°C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20 Hz增至400 Hz,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.%An alternating current field (ACF) was applied to samples and media during pack boriding on medium carbon 45 steel at 800 °C.The effects and working mechanism of the A.C frequency on the boriding were studied.The temperature of the samples during the soaking of the boriding,boriding cases' microstructure,phases,thickness and micro-hardness distribution were investigated.The results show that the ACF makes the temperature of the boriding sample higher than that of the furnace during soaking.With the increase of the frequency from 20 Hz to 400 Hz,the temperature rise first decreases and then increases.The thickness of the boride zone and the carbon-enriched zone first decreases and then increases.When the ACF current is 3 A,the single phase Fe2B is obtained.When the ACF current is not more than 2 A,with the increase of the ACF frequency,the boride zone changes from the dual phases FeB + Fe2B to the single phase Fe2B.The hardness of the surface layer decreases.The slope of the hardness profile along the boriding case becomes flat.It is proposed that the ACF frequency affects the pack boriding through affecting reactions among the boriding agent,adsorptions of active boron atoms and boroncontaining species on the samples' surface,and diffusion in the treated samples.

摘要： Based on the empirical electron theory of solids and molecules (EET),the valence electron structures (VESs) of FeB and Fe2B were calculated,and then the relationship between them and hardening in boronizing layer of steel surface was analyzed.It is showed that after boronizing,the basic reason of the increase of hardness and abrasive resistance in steel surface lies in the binding forces of the strongest bond of FeB and Fe2 B are far bigger than that of α-Fe in matrix.The hardness of FeB is bigger than that of Fe2 B,which microscopic essence lies in the binding force of the strongest bond,the binding force of the main bond structure connection and the covalence density in FeB is 27.12 ％,4.8 ％ and 3.66 ％ bigger than that of Fe2 B respectively.Compared with Fe2B,the covalence bond space distribution is more nonuniform of FeB while its main bond structure has stronger covalence but that of Fe2 B has stronger metallicity,which is the basic reason that brittleness of FeB is bigger than that of Fe2 B.The bonding power of FeB is only bigger than that of Fe2B 0.85％,so Fe2B priority to formed easily changes to FeB and lead to the brittleness increase in boronizing layer of steel surface.%依据EET理论,计算了FeB和Fe2B价电子结构并分析了它们与钢渗硼层硬化的关系.研究发现:渗硼表面改性后,钢表面硬度和耐磨性提高的根本原因在于FeB和Fe2B最强键的键合力远大于基体a-Fe最强键的键合力;FeB的硬度比Fe2B大的微观本质在于FeB相最强键的键合力、主键络连接键的键合力和共价电子密度分别比Fe2B的大27.12％、4.8％和3.66％;FeB相比Fe2B脆性大的微观本质在于FeB共价键空间分布更不均匀,FeB相主键络具有较强的共价性,而Fe2B相主键络具有较强的金属性;由于FeB相成键能力仅比Fe2B的成键能力大0.85％,因此优先形成的Fe2B相极易转变为FeB相,使得钢表面渗硼层的脆性增强.

摘要： 分别以硼铁和B4C作为供硼剂,添加适量的供氮剂、供硫剂以及填充剂,采用粉末包埋法在20CrMo渗碳钢表面制备了渗硼层和渗硼氮硫层,分析了两类渗层的物相组成、硬度和磨损性能.结果表明:渗硼层均由Fe2B、FeB、Fe3C相组成,渗硼氮硫层则由Fe2B、Fe3N、FeS、Fe3C相组成,未形成脆性FeB相;渗硼层和渗硼氮硫层的表面硬度、耐磨粒磨损和耐黏着磨损性能均高于渗碳钢的,且渗硼层的硬度和耐磨粒磨损性能高于渗硼氮硫层的,而耐黏着磨损性能低于渗硼氮硫层的;以硼铁为供硼剂制备的渗硼层的耐磨粒磨损性能优于以碳化硼为供硼剂的,而耐黏着磨损性能低于以碳化硼为供硼剂制备的.%Using ferroboron and B4C as a boron source respectively and adding moderate nitrogen source, sulphur source and fillers, the boriding layers and sulfur nitrogen boriding layers on the surface of 20CrMo carburized steel were prepared by the powder embedding method, and then the phase composition, hardness and wear resistance of the two layers were analyzed.The results show that the boriding layers were both composed of Fe2B, FeB and Fe3C phases while the sulfur nitrogen boriding layers were composed of Fe2B, Fe3N, FeS and Fe3C phases without the formation of brittle FeB phase.The surface hardness, abrasive and adhesive wear resistance of the boriding layers and the sulfur nitrogen boriding layers were all higher than those of the carburizing layer.Moreover, the surface hardness and abrasive wear resistance of the boriding layers were higher while the adhesive wear resistance was lower than those of the sulfur nitrogen boriding layers.The abrasive wear resistance of the boriding layers prepared with ferroboron as a boron source was higher while the adhesive wear resistance was lower than those with B4C as a boron source.

摘要： This paper introduces the development experimental methods of the boronizing process of 45 steel,observes the microstructure of the boriding layer,and analyzes its main defects and reserch on the main factors having influence on the quality of the boride layer from various process aspect.The results show that the surface of the boron tooth zone is looser than subsurface and the carbon pick-up and grain coarseness appear in the transition zone.%介绍45钢渗硼工艺的实验方法,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,从各种热处理工艺过程方面,探讨了影响渗硼层质量的主要因素.研究结果表明,渗层硼化物组织都呈梳齿状锲入基体,硼齿区最外层比次外层更疏松;过渡区有不同程度的增碳和晶粒粗大现象.

摘要： 利用热浸渗法在Cr12MoV钢表面制备一层渗硼层,对其进行CO2激光淬火处理.采用电子扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X线衍射仪(XRD)分析渗硼层盐雾腐蚀前后表面形貌、化学元素组成和物相,考察激光淬火前、后渗硼层盐雾腐蚀性能.通过电化学工作站测试激光淬火前后试样自腐蚀电位、电流密度和腐蚀速率等腐蚀特性,讨论激光淬火对电化学腐蚀的影响机理.研究结果表明:渗硼后表面产生许多孔隙,激光淬火消除这一缺陷.盐雾腐蚀后渗硼层产生间隙腐蚀,主要腐蚀产物为y-FeO(OH)和Fe3O4,激光淬火试样只出现少量点蚀和细微裂纹,钝化膜由Fe3O4和α-FeO(OH)组成.激光淬火后渗硼层自腐蚀电位未发生变化,但激光淬火后自腐蚀电流密度下降11％,电化学腐蚀性能得到明显的改善.

摘要： 采用粉末包埋方法在Cr12MoV表面制备了渗硼层,主要研究了渗硼层的显微组织、硬度及耐磨性能.研究结果表明,在不同的渗硼温度、保温时间条件下,Cr12MoV钢表面渗硼层均由FeB相和Fe2B相构成,具有较高的硬度、耐磨性,耐蚀性.

摘要： 利用热浸渗法在Cr12MoV冷作模具钢表面制备了渗硼层,通过激光淬火对其进行了强化处理,并采用扫描电镜、X射线衍射仪分析了渗硼层表面形貌和激光淬火前后物相组成.通过测试摩擦系数和磨损体积比,考察了激光淬火前后渗硼层摩擦与磨损性能,对其磨损机制进行了分析.结果表明,渗硼层表面存在大量孔隙,经激光淬火后试样表面孔隙有所减少,组织更加均匀;渗硼处理生成了FeB单相渗硼层经激光淬火后渗硼层以FeB物相为主,产生了Fe2B、Fe-Cr和Cr2B等物相,降低了渗硼层脆性;激光淬火后渗硼层平均摩擦系数和磨痕深度分别下降了20％和24.6％,磨损形式由剥落磨损转变为磨粒磨损,提高了渗硼层耐磨性能.

摘要： n this study, the 40Cr,40CrNi and 45Cr steels substrates were pack -borided at 850, 880, 910and 940°Cfor 3, 5, 7, and 9 h.The morphology formed on the surface of steel substrates were confirmed by optical microscopy analysis .The characteristic sawtooth morphology of the boride layer is dominant .Boride layer thick-ness formed on the borided steels depending on process temperature , treatment time and element contents of the substrates.Also, we measure the microhardness of borides of different carbon -contents steels, and the peak mi-crohardness is in the range from 1444HV0.1 to 1490HV0.1.After calculating the layer growth kinetics, it dem-onstrates a parabolic relationship between layer thickness and process time and the growth rate constant K increa -ses with boriding temperature .Also, the activation energy for the process increases with the amount of element contents of the substrate .%为获得理想的钢铁材料渗硼工艺参数，对影响渗硼层性能的主要因素进行了对比试验。用固体渗硼技术对40Cr、40CrNi和45Cr钢分别在850°C，880°C，910°C和940°C保温条件下进行3，5，7，9个小时的渗硼处理，首先用光学显微镜观察3种钢在不同加热温度和保温时间下各种钢渗硼层的形貌和显微组织，发现渗层以齿状楔入机体。随后通过测量3种钢在不同温度下不同渗硼层深度的硬度，发现硬度峰值在1444HV0．1到1490HV0．1之间。最后通过对40Cr、40CrNi和45 Cr钢进行渗硼动力学计算与分析，得出渗硼层厚度与渗硼时间呈抛物线关系、生长速率常数随着渗硼温度升高而增加的规律；并且随着含碳量和合金元素的增加，渗硼所需的扩散激活能随之增大。

摘要： 为了解渗硼层硼化物的生长过程,采用系列磨片和计算机三维重建技术与可视化,研究了纯铁渗硼层硼化物的立体形貌.结果表明:渗硼层的硼化物以柱状晶形式向基体生长,同时柱状晶也在横向生长,纵向生长速度大于横向生长速度;处于表面的柱状晶根部连在一起形成连续的渗硼层,柱状晶生长过程中会出现倾斜和合并;三维形貌的二维剖面形貌呈齿状,与实际二维金相组织一致;从不同剖面方向观察同一硼化物,硼化物形态不尽相同,二维图像不能完全反映硼化物的真实形貌.

摘要： 对20Cr13马氏体不锈钢在880、910和940°C保温5、7、9和11h进行了固体渗硼处理,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、显微硬度等方法研宄了渗硼层的显微组织、元素分布以及显微硬度的变化.结果表明,渗硼层齿状特征不明显,主要由Fe2B、FeB和CrB相组成,显微硬度最高可达1723HV0.2.动力学研究表明,渗硼层生长速率常数随着渗硼温度的升高而增加,扩散激活能为111kJ/mol.

摘要： 利用SRV往复摩擦磨损试验机对调质和固体渗硼45钢在干摩擦和液体石蜡润滑条件下的摩擦磨损性能进行了对比研究.用X射线衍射仪,扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分别对渗层和磨痕表面进行了观察,并表征了渗硼层磨屑的化学状态.研究结果表明,表面渗硼改性不但改善了45钢的组织结构,而且表面氧化提高了抗磨能力.

摘要： 在从室温至500°C的温度范围内，对5CrMnMo钢的渗硼层进行磨损试验。着重研究了温度和热处理工艺对渗硼层磨损率的影响规律和热磨损机理。

摘要： 利用自制的销盘式热磨料磨损试验机，在从室温到500°C的温度范围内，对几种常用 的热模具钢的渗硼层进行磨损试验。着重研究了温度对渗硼层磨损率的影响规律和热磨损机理，并探讨了合金元素对渗硼层热磨损率的影响。

摘要： 本文通过比较硼铁型粉末渗硼剂中硼铁含量的不同,研究了硼铁含量对渗硼层形成和组织性能的影响.研究表明当硼铁含量为10％～40％时,渗层组织是单相的Fe2B;硼铁含量为50％～80％时,渗层组织是双相的FeB/Fe2B.渗层平均厚度先增加后减少,在硼铁含量为60％时达到峰值为105 m.显微硬度值由表及里依次降低,且FeB相的硬度值要高于Fe2B相的硬度值.

摘要： 本发明涉及一种在低碳钢磨段表面形成渗硼共晶层的渗硼剂及其处理工艺。所述渗硼剂包括下述组分，各组分按重量份数计为：硼，5~10份；填充剂，85-90份；活化剂，4-5份。本发明用含碳量<0.2%的普通低碳钢制成磨段，然后在低碳钢磨段表面形成渗硼共晶层，处理后的低碳钢磨段的基体组织为板条马氏体，基体组织硬度达HRC40；低碳钢磨段的表层组织为Fe

摘要： 本发明公开了一种钛表面固体渗硼用渗硼剂及渗硼工艺，渗硼剂由5～93.9wt.％硼源、5～25wt.％低熔点化合物、1～10wt.％固氧剂、0.1～89wt.％稀释剂组成。渗硼处理时，先将配制好的渗硼剂球磨混合均匀，然后装入渗硼罐中，同时将钛金属工件埋入渗硼剂中，升温至750～1300°C，保温0.5～24h后，取出工件，以适当方式冷却，清理工件表面附着的渗硼剂。本发明所述的渗硼剂可提高硼向工件表面迁移的速率，同时防止钛基体被氧化而导致的渗硼速率降低，从而提高渗硼效率，易得到厚度大且均匀的渗层，而且渗硼过程安全、环保。

摘要： 本发明涉及一种在低碳钢磨段表面形成渗硼共晶层的渗硼剂及其处理工艺。所述渗硼剂包括下述组分，各组分按重量份数计为：硼，5~10份；填充剂，85-90份；活化剂，4-5份。本发明用含碳量<0.2%的普通低碳钢制成磨段，然后在低碳钢磨段表面形成渗硼共晶层，处理后的低碳钢磨段的基体组织为板条马氏体，基体组织硬度达HRC40；低碳钢磨段的表层组织为Fe

摘要： 一种氧化镧催渗的大渗层、高质量盐浴硼钒共渗剂及其共渗工艺，它是以B

摘要： 本发明提供一种用于金属部件表面渗层的钼硅硼粉末及其制备方法和渗层制备方法，钼硅硼粉末由钼硅硼混合粉体、稀土元素粉末和催化剂粉末组成，在经过除氧后的球磨罐内，在无水乙醇环境下球磨得到，得到的钼硅硼粉末通过钨块加压，在真空条件下高温渗入待加工材料表面。本发明能够获得粒径大小合适，且各元素分布均匀的渗剂，有利于渗层扩散及提高渗层均匀性；而且本发明能够获得粒径大小合适，且各元素分布均匀的渗剂，有利于渗层扩散及提高渗层均匀性。

摘要： 一种高硬度、高渗速及大渗层盐浴硼钒共渗剂及工艺，其特征是所述的共渗剂是以氧化硼为基盐的盐浴硼钒共渗剂，主要由氧化硼、氟化钠、碳化硼、氯化钡、五氧化二钒按一定的质量百分比组成。工艺是把工件表面抛光、清洗后放入装有盐浴剂的坩埚中，在950°C环境中，保温4h，进行硼钒共渗。本发明得到的共渗层厚度为167µm～182µm，平均渗速可达到41.75～45.5μm/h，其渗速是传统共渗剂的2～3倍。表面显微硬度可达到2481.9～2849.5HV之间，是以硼砂为基盐的2～3倍，是基体硬度的6～7倍。渗层与基体的呈冶金结合，其结合力可达到63N。摩擦系数可降至0.13，耐磨性得到大幅度提升。并且渗处理后的工件的残盐极易清理。可广泛应用表面需要高耐磨、高硬度的零部件，有很大的经济效益。

摘要： 本申请涉及金属表面处理领域，公开一种硼硫共渗试剂、硼硫工渗方法、硼硫共渗金属工件及应用。该硼硫共渗试剂包括以下重量百分比的组分：碳化硼25％‑55％，渗硫主剂7％‑13％，活性剂12％‑17％，稀土化合物5％‑12％，填充剂余量，所述渗硫主剂包括硫化亚铁和/或硫脲。该硼硫共渗试剂可实现对金属工件的硼硫共渗，无需分别进行渗硼和渗硫，因而可大大简化金属工件渗硼和渗硫的工艺，并且采用该试剂在较低的温度下即可实现硼硫共渗，相对于传统渗硼工艺来说能耗更低，成本更低。所述硼硫共渗方法采用上述硼硫共渗试剂对金属工件进行硼硫共渗，工艺简单，共渗温度低，成本低，所得硼硫共渗金属工件的耐磨性和自润滑性优良。

摘要： 本发明属于渗硼技术领域，公开了一种柔性硼势固体渗硼剂及制备单相Fe2B渗硼层的方法。所述渗硼剂由供硼剂B4C、活化剂KBF4、添加剂Ni粉和填充剂构成。将供硼剂B4C、活化剂KBF4、添加剂Ni粉和填充剂经机械搅拌混合均匀，得到渗硼剂；将钢铁基体表面经预处理后埋入渗硼剂中，密封，然后升温至880～950°C进行渗硼处理，冷却后取出钢铁基体，在钢铁基体表面得到单相Fe2B渗硼层。本发明显著扩大制备出单相Fe2B渗硼层B4C用量范围，渗硼剂重复利用率高，并能回收生产KF副产品。所得单相Fe2B渗硼层表层孔隙疏松显著降低，厚度比传统渗硼剂提高20～50％。

摘要： 本发明属于渗硼技术领域，公开了一种柔性硼势固体渗硼剂及制备单相Fe2B渗硼层的方法。所述渗硼剂由供硼剂B4C、活化剂KBF4、添加剂Ni粉和填充剂构成。将供硼剂B4C、活化剂KBF4、添加剂Ni粉和填充剂经机械搅拌混合均匀，得到渗硼剂；将钢铁基体表面经预处理后埋入渗硼剂中，密封，然后升温至880～950°C进行渗硼处理，冷却后取出钢铁基体，在钢铁基体表面得到单相Fe2B渗硼层。本发明显著扩大制备出单相Fe2B渗硼层B4C用量范围，渗硼剂重复利用率高，并能回收生产KF副产品。所得单相Fe2B渗硼层表层孔隙疏松显著降低，厚度比传统渗硼剂提高20～50％。

摘要： 本发明属于金属抗高温氧化腐蚀磨损技术领域，公开了一种基于纯镍基体致密渗硼层的渗硼剂及其制备方法。所述渗硼剂配方为在传统的用碳化硼作供硼剂和氧化铝作填充剂的盛鹏配方中加入1.5～2.0wt％的活性炭作电厂电流稳定剂，配合交流电场辅助催渗作用，在650～800°C范围内可在纯镍基体上制备出40μm以上的渗硼层，渗硼层由Ni3B，Ni2B和Ni4B3相组成，从表面至基体不存在孔洞和疏松，从表面至基体硬度平缓过渡，最高硬度在渗硼层表面，达Hv1200。