稀土鹽浴滲鉻試驗研究.pdf

1、鹽浴滲鉻作為一種簡單、易行，且成本較低的表面處理技術(shù)，是提高模具使用壽命的有效手段。目前高合金鋼鹽浴滲鉻的溫度通常較高，一般在950℃以上，溫度較高將引起一系列問題，如晶粒過分長大，工件變形，能源消耗大和污染環(huán)境等問題。但溫度較低，如在900℃時，高合金鋼在現(xiàn)有的硼砂鹽浴配方中滲鉻存在滲層薄，流動性差等問題，本文針對這個問題研究出加稀土的優(yōu)化配方，以提高滲層厚度和改善滲層質(zhì)量，同時使鹽浴具有良好的處理工藝性；另一方面，鹽浴滲金屬時加稀土

2、的催滲作用明顯，且我國稀土資源豐富，所以研究稀土對鹽浴滲鉻的作用成為本課題的重點。
　　 首先，在900℃×4h的條件下，對影響配方中影響鹽浴滲鉻的三種因素，分三個水平做配方正交實驗，以滲層厚度為主要參考指標(biāo)，同時用相對粘鹽量和相對熔鹽高度差來定量反應(yīng)熔鹽流動性和揮發(fā)性的方法，保證鹽浴的工藝性的前提下獲到優(yōu)化配方，以求解決高合金鋼滲層薄以及硼砂熔鹽流動性差等問題；對冷作模具鋼中常用的Cr12和Cr12MoV鋼進行鹽浴滲鉻加上隨后

3、的熱處理(綜合處理)，以解決實際生產(chǎn)中鹽浴滲鉻后工件使用壽命未顯著提高的不足；通過比較未加稀土和加稀土配方處理后滲鉻層組織和性能上的差異來研究稀土在其中的作用。
　　 研究結(jié)果表明：得到的優(yōu)化配方(即：硼砂71％+NaCl15％+Cr2O310％+Al4％，在此基礎(chǔ)上再加入稀土硅鎂5％和NaF9％)，使Cr12MoV鋼滲鉻層厚度從原來的4.6μm提高到6.7μm的工業(yè)可用滲層厚度范圍。而且在保證揮發(fā)不嚴(yán)重的前提下，使得硼砂鹽浴的

4、流動性和殘鹽清理問題得到了顯著的改善。在評價熔鹽流動性和揮發(fā)性方面，本文提出利用相對粘鹽量和相對熔鹽高度差來定量評價稀土鹽浴滲鉻效果的方法，從研究結(jié)果來看是有效可行的。
　　 通過分析比較優(yōu)化配方和未加稀土配方的滲鉻層組織和性能，得到如下主要結(jié)論。
　　 (1)加入稀土可以提高滲層厚度30％～40％，且使?jié)B層更為均勻。
　　 (2)稀土鹽浴滲鉻覆層主要由Cr7C3相和少量的Cr23C6相組成，其中并未發(fā)現(xiàn)稀土相，