[00788778]硼铬稀土固体共渗工艺及应用研究

项目简介：该项目获山东省科技进步二等奖，由山东省科委批准下达，是山东省一九九五科技发展规划项目，属于金属表面处理技术。通过该项目研究研制出的粉末碳硼铬稀土共渗剂，适用于结构钢、工具钢的表面硬化处理，使钢件表面获得铬、稀土元素固溶于Fe<,2>B单相的硼化物层。该共渗剂以工业硼砂为供硼剂、高碳铬铁为供铬剂、石墨为填充剂、氯化稀土为催渗剂以及廉价的活化剂、还原剂，通过一次回归正交设计和“快速登高法”试验设计，实现了稀土催渗的硼铬稀土共渗剂各组分的优化组合，达到了提高渗层深度并显著降低渗层脆性的目标，而且渗剂组分均是目前国内最为廉价的。在850℃×4h条件下使用该共渗剂，可使45钢获得大于80μm、铬和稀土元素固溶于Fe<,2>B的E型硼化物层，其脆性(En-p直线斜率)比不含铬、稀土元素的单一渗硼层(由极少量FeB+Fe<,2>B双相组成)下降了42.7％和51.3％(正火状态和淬火、低温回火状态)。同时，共渗层的摩擦学性能、耐蚀性和抗高温氧化性能均比单一渗硼层优良。通过检索查新，国内外未发现固体硼铬稀土共渗技术的报道。该研究的创新性在于实现了稀土催渗、不降低渗层硬度的前提下，全面改善了渗层性能，特别是较大幅度地降低了渗层脆性。这对于提高渗硼件的产品质量，扩大渗硼工艺在耐磨、耐蚀、耐热等领域的应用范围，具有重要的现实意义。随着研究的深入，尚待对共渗层本质脆性、用普通钢材经共渗处理代替高级优质合金钢等内容进行试验研究。