稀土渗硼正交.doc

稀土渗硼正交
稀土对感应加热渗硼的影响及工艺
朱飞勇? 陈祝平杨光
(集美大学机械工程学院,福建厦门 3621021)
[摘要]在感应加热渗硼的渗硼剂中添加氯化镧稀土,可以改善Q345钢渗硼组织,并增加渗硼厚度。在硼稀土感应加热渗硼中得到的共晶渗硼层,不仅层厚度有了很大的提高,而且其表层出现软硬相配的组织结构。通过硼稀土正交试验,并对试样的厚度和硬度分布的两方面进行综合分析,最佳工艺为:感应加热间隙a=,有效感应加热时间t=8min,氯化镧稀土添加量为3%,加热功率P=4140W。
[关键词] 感应加热;稀土;共晶渗硼层;催渗
[中图分类号] +7 [文献标志码] A
Effect of RE On Induction Heating Boronizing and The Process
ZHU Fei-yong, CHEN Zhu-ping, Yang Guang
(School of Mechanical Engineering, Jimei University, Xiamen 361021, China)
Abstract: Add lanthanum chloride RE into the boronizing paste when induction heating boronizing, it can improved boron tissue on Q345 steel, and increased the thickness of the boron layer. The eutectic boron layer which obtained from boron-RE induction heating boronizing, the thickness would be thicker and it would emerge soft-hard matching tissue structure. By boron-RE
orthogonal test, analysing both the thickness and the distribution of the hardness, the best process shown that the induction gap a=, the effective induction heating time t=8min, the additive amount of lanthanum chloride RE was 3%, the power P=4140W。
Key words: induction heating; RE; eutectic Boron layer; accelerated boronizing
0 前言
渗硼一种表面硬化技术,是化学热处理的一种,可以提高工件的硬度。渗硼的方法可分为液体、固体、气体、等离子法[1]。其中电化学渗硼的温度范围一般在850℃-1000℃,可使低碳钢的硬度由200±20HV提高到1700±200HV左右[2]。渗硼层厚度随着时间呈现抛物线方式增长[3,4,5]。金属的渗硼层具有硬度高、耐磨性、耐蚀性、抗高温氧化性和红硬性等特性
[6,7]。渗硼层一般从表面到内部可分为FeB、Fe2B、过渡区和基体组织四个区域[8,9]。通过单一渗硼得到的渗硼层存在组织不致密、脆性大以及渗层较薄的问题[10,11,12]。因此通过在渗硼时添加稀土,可以实现催渗效果,降低渗硼温度,改善渗硼层质量,降低渗硼层脆性。在渗硼层中添加稀土,可以能较好的实现低温渗硼[13]。伍玉娇[14]等指出多元渗硼层形态质量及抗蚀性都优于单元渗硼层。因此在渗硼剂中添加少量稀土是解决这个问题的有效途径。通过稀土物质的作用,促使活性硼原子更多的渗入工件表层,从而改变渗层的性能。本文首先通过控制感应加热中的感应加热间隙、感应加热功率和有效感应加热时间来得到合适合理的稀土加入量,再通过正交试验得到最佳感应加热硼稀土共渗的工艺。
1 试验
试验材料
本试验所用的材料是Q345结构钢,它的化学成分(以百分含量计算)如下:18% C,[作者简介] 朱飞勇(1985—),男,硕士生,从事材料表面化学热处理研究。电话:**********,E-mail:zhufeiyong163@。
% Mn,%Si,% P,% S。试验尺寸为?14mm×25mm。
采用GSB-I型膏剂渗硼剂,其成分主要包括碳化硼、氧化硼、氟化硼、氟硼酸钾、无水碳酸钠、碳化硅和胡椒粉。在硼膏剂中添加氯化镧稀土,涂在膏剂外层保护层材