H13模具钢渗硼工艺及渗层组织和性能的研究
发布时间：2021-01-25 14:30
固体渗硼技术是改善H13模具钢性能,提高其使用寿命的有效手段,但是传统的固体渗硼具有处理温度高、保温时间长等缺点,表面形变预处理、稀土辅助渗硼和低温渗硼等技术成为了研究热点。本文以H13模具钢为基体,开展了普通渗硼、镀镍渗硼、稀土辅助渗硼和低温渗硼实验,研究了不同工艺、稀土辅助渗硼以及低温等条件对镀镍渗硼渗层组织性能的影响,具体实验结果表明:对于普通渗硼实验,最佳渗硼剂配方为:5%B4C+5%KBF4+5%活性炭+余量碳化硅;相较于普通渗硼,镀镍渗硼形成的渗层厚度更大,较佳的镀镍渗硼工艺为:加热温度980°C,保温时间5h。相较于普通渗硼,镀镍渗硼渗层中还具有γ-（Fe,Ni）和（Fe,Ni）2B和（Fe,Ni）B相,使得材料的耐磨性得到较大提升。硬度方面,镀镍渗硼和普通渗硼渗层在距离试样表层25μm左右处硬度达到峰值,普通渗硼渗层硬度最大值为1550HV0.1,镀镍渗硼渗层硬度最大值为1420HV0.1;外层普通渗硼渗层硬度高于镀镍渗硼渗层,内层反而低于镀镍渗硼渗层硬度,主要是因为镀镍渗硼渗层表面相对较为疏松,存在较多的孔洞等缺陷。对于稀土（CeCl3）辅助渗硼实验,通过对不同CeC...
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２渗层组织：??（ａ）单相Ｆｅ２Ｂ；?（ｂ）双相，其中ＦｅＢ为１／３左右；??（ｃ）?ＦｅＢ?为?１／２?左右；（ｄ）?Ｆｅ２Ｂ?为?２／３?左右；??（ｅ）齿状渗层；（ｆ）渗硼不充分渗层??通过观察，钢铁中的渗硼层具有以下４种性能特点：??
图２－１?Ｂ４Ｃ和ＫＢＦ４含量对渗层深度的影响??
南石油大学硕士研究生学位论文???以Ａｉ、Ｂｉ分别表示Ｂ４Ｃ和ＫＢＦ４因素水平，其中Ａ，？Ａ４指的是当Ｂ４Ｃ含量分别为??２％、５％、８％、１１％时不同ＫＢＦ４的含量下渗层厚度均值，Ｂ，？Ｂ３指的是当ＫＢＦ４分别为??３％、５％、７％时，不同Ｂ４Ｃ的含量下渗层厚度均值：??Ａｌ＝１０．５４２，?Ａ２＝１０．６７４，?Ａ３＝ｌ?１．０５０，?Ａ４＝１１．３５９；??Ｂｌ＝１０．６２１，?Ｂ２＝１１．２１４；?Ｂ３＝１１．２４３〇??分别以两个因素为横坐标，以渗层深度为纵坐标，得到图２－１。通过观察可知，在??实验范围内，渗硼层的厚度跟渗剂中Ｂ４Ｃ和ＫＢＦ４的含量成正比关系，但是两者对渗层??的影响程度有所不同。渗层厚度与Ｂ４Ｃ含量呈近线性关系，说明可以通过增大Ｂ４Ｃ含??量来得到较厚的渗硼层。同时也可发现，在ＫＢＦ４含量为３％－５％时，渗硼层随ＫＢＦ４含??量增大的增幅较大，当ＫＢＦ４含量从５％提高到７％时，渗硼厚度基本没有变化，说明在??这个范围内ＫＢＦ４催渗效果较弱。因此，在不考虑渗硼组织缺陷的情况下，５％ＫＢＦ４含??量对渗硼处理效果较高。????１１．３????１１４?？?１１．２?？?？??１１．２?１１１??？?？?§?ｎ??！?１１?｜?１０．９??Ｉ?１０．８?Ｓ?１〇８??？?１０．７??１０６?？?１０．６?？??１０．４?１０－Ｓ????１?１?????０２４６８?１０?１２?２?４?６?８??Ｂ？Ｃ（ｌｎｗｔ％）?ＫＢＦ４（ｌｎ?ｗｔ％）??图２－１?Ｂ４Ｃ和ＫＢＦ４含量对渗层深度的影响??图２－２为Ｈ１３钢在渗剂中氟硼酸钾含
【参考文献】：
期刊论文
[1]热处理工艺对4Cr5W2VSi热作模具钢表面渗氮层的影响[J]. 曹凤霞,王晓燕. 热加工工艺. 2019(04)
[2]渗硼层后处理研究现状[J]. 马壮,李玲,王斯琦,韦宝权,李智超. 金属热处理. 2017(08)
[3]H13热作模具钢大尺寸析出相特征及生成机制[J]. 谢有,成国光,陈列,张燕东,严清忠. 中国冶金. 2016(04)
[4]H13热作模具钢感应加热循环过程的数值模拟[J]. 周路海,张洪波,黎军顽,施渊吉,吴晓春. 材料热处理学报. 2016(02)
[5]稀土对H13钢固体渗硼层高温摩擦磨损性能的影响[J]. 濮胜君,杨浩鹏,汪宏斌,吴晓春. 材料研究学报. 2015(07)
[6]H13热作模具钢的热处理工艺研究[J]. 张青青. 铸造技术. 2015(01)
[7]强韧化65Mn钢低温稀土硼共渗层的组织和性能[J]. 王宏宇,程满,袁晓明,赵玉凤,许晓静. 材料热处理学报. 2014(06)
[8]稀土复合渗硼工艺的应用研究[J]. 李春波. 赤峰学院学报(自然科学版). 2013(23)
[9]稀土催渗下的45钢固体渗硼工艺研究[J]. 黄小明,崔霞,欧阳德来,吴真,邱敏. 热加工工艺. 2013(10)
[10]H13钢带状偏析演化规律研究[J]. 周健,马党参,刘宝石,康爱军,李向阳. 钢铁研究学报. 2012(04)
本文编号：2999385
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２渗层组织：??（ａ）单相Ｆｅ２Ｂ；?（ｂ）双相，其中ＦｅＢ为１／３左右；??（ｃ）?ＦｅＢ?为?１／２?左右；（ｄ）?Ｆｅ２Ｂ?为?２／３?左右；??（ｅ）齿状渗层；（ｆ）渗硼不充分渗层??通过观察，钢铁中的渗硼层具有以下４种性能特点：??
图２－１?Ｂ４Ｃ和ＫＢＦ４含量对渗层深度的影响??
南石油大学硕士研究生学位论文???以Ａｉ、Ｂｉ分别表示Ｂ４Ｃ和ＫＢＦ４因素水平，其中Ａ，？Ａ４指的是当Ｂ４Ｃ含量分别为??２％、５％、８％、１１％时不同ＫＢＦ４的含量下渗层厚度均值，Ｂ，？Ｂ３指的是当ＫＢＦ４分别为??３％、５％、７％时，不同Ｂ４Ｃ的含量下渗层厚度均值：??Ａｌ＝１０．５４２，?Ａ２＝１０．６７４，?Ａ３＝ｌ?１．０５０，?Ａ４＝１１．３５９；??Ｂｌ＝１０．６２１，?Ｂ２＝１１．２１４；?Ｂ３＝１１．２４３〇??分别以两个因素为横坐标，以渗层深度为纵坐标，得到图２－１。通过观察可知，在??实验范围内，渗硼层的厚度跟渗剂中Ｂ４Ｃ和ＫＢＦ４的含量成正比关系，但是两者对渗层??的影响程度有所不同。渗层厚度与Ｂ４Ｃ含量呈近线性关系，说明可以通过增大Ｂ４Ｃ含??量来得到较厚的渗硼层。同时也可发现，在ＫＢＦ４含量为３％－５％时，渗硼层随ＫＢＦ４含??量增大的增幅较大，当ＫＢＦ４含量从５％提高到７％时，渗硼厚度基本没有变化，说明在??这个范围内ＫＢＦ４催渗效果较弱。因此，在不考虑渗硼组织缺陷的情况下，５％ＫＢＦ４含??量对渗硼处理效果较高。????１１．３????１１４?？?１１．２?？?？??１１．２?１１１??？?？?§?ｎ??！?１１?｜?１０．９??Ｉ?１０．８?Ｓ?１〇８??？?１０．７??１０６?？?１０．６?？??１０．４?１０－Ｓ????１?１?????０２４６８?１０?１２?２?４?６?８??Ｂ？Ｃ（ｌｎｗｔ％）?ＫＢＦ４（ｌｎ?ｗｔ％）??图２－１?Ｂ４Ｃ和ＫＢＦ４含量对渗层深度的影响??图２－２为Ｈ１３钢在渗剂中氟硼酸钾含
【参考文献】：
期刊论文
[1]热处理工艺对4Cr5W2VSi热作模具钢表面渗氮层的影响[J]. 曹凤霞,王晓燕. 热加工工艺. 2019(04)
[2]渗硼层后处理研究现状[J]. 马壮,李玲,王斯琦,韦宝权,李智超. 金属热处理. 2017(08)
[3]H13热作模具钢大尺寸析出相特征及生成机制[J]. 谢有,成国光,陈列,张燕东,严清忠. 中国冶金. 2016(04)
[4]H13热作模具钢感应加热循环过程的数值模拟[J]. 周路海,张洪波,黎军顽,施渊吉,吴晓春. 材料热处理学报. 2016(02)
[5]稀土对H13钢固体渗硼层高温摩擦磨损性能的影响[J]. 濮胜君,杨浩鹏,汪宏斌,吴晓春. 材料研究学报. 2015(07)
[6]H13热作模具钢的热处理工艺研究[J]. 张青青. 铸造技术. 2015(01)
[7]强韧化65Mn钢低温稀土硼共渗层的组织和性能[J]. 王宏宇,程满,袁晓明,赵玉凤,许晓静. 材料热处理学报. 2014(06)
[8]稀土复合渗硼工艺的应用研究[J]. 李春波. 赤峰学院学报(自然科学版). 2013(23)
[9]稀土催渗下的45钢固体渗硼工艺研究[J]. 黄小明,崔霞,欧阳德来,吴真,邱敏. 热加工工艺. 2013(10)
[10]H13钢带状偏析演化规律研究[J]. 周健,马党参,刘宝石,康爱军,李向阳. 钢铁研究学报. 2012(04)
本文编号：2999385
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