滲(shen)(shen)硼(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)材料(liao)表(biao)(biao)(biao)面(mian)強化(hua)(hua)的(de)(de)化(hua)(hua)學熱處(chu)理(li)技(ji)術，通過擴散的(de)(de)硼(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)和基體(ti)(ti)材料(liao)在(zai)相應溫度(du)下可形(xing)成(cheng)由一(yi)(yi)個或多個金屬(shu)間(jian)化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物相組成(cheng)的(de)(de)硼(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)化(hua)(hua)物層，顯著(zhu)地提高基體(ti)(ti)的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)硬度(du)和耐(nai)磨性(xing)，從(cong)而極大地延長其使(shi)用壽(shou)命。滲(shen)(shen)硼(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)一(yi)(yi)般應用于(yu)各種(zhong)(zhong)耐(nai)磨、耐(nai)蝕件的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)處(chu)理(li)，不(bu)(bu)僅適(shi)(shi)合(he)(he)(he)于(yu)鋼(gang)鐵(tie)材料(liao)，例如，碳素結構鋼(gang)、合(he)(he)(he)金結構鋼(gang)、耐(nai)磨板等，也適(shi)(shi)合(he)(he)(he)于(yu)鋁合(he)(he)(he)金，甚至鈦合(he)(he)(he)金。作為(wei)改善材料(liao)耐(nai)磨性(xing)的(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)非常有(you)效手段，滲(shen)(shen)硼(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)技(ji)術研究與(yu)應用獲得了國(guo)內(nei)外的(de)(de)廣泛關注。到目前為(wei)止，已經出現了固(gu)體(ti)(ti)法、熔鹽(yan)浸漬法、膏劑法、熔鹽(yan)電解法。其中(zhong)，目前固(gu)體(ti)(ti)滲(shen)(shen)硼(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)獲得國(guo)內(nei)外普遍認可。這是(shi)(shi)(shi)因為(wei)固(gu)體(ti)(ti)滲(shen)(shen)硼(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)與(yu)其他(ta)滲(shen)(shen)硼(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)工(gong)藝相比具有(you)許多優點。特(te)別(bie)是(shi)(shi)(shi)粉末滲(shen)(shen)硼(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)工(gong)藝的(de)(de)操作簡(jian)單，具有(you)不(bu)(bu)需要特(te)殊設備(bei)，采用普通電、氣、煤加熱爐均可，滲(shen)(shen)后工(gong)件不(bu)(bu)需清(qing)洗(xi)、滲(shen)(shen)劑重復(fu)使(shi)用性(xing)好、成(cheng)本較低和滲(shen)(shen)層厚(hou)度(du)與(yu)組織易(yi)控(kong)制等優點。基于(yu)此，本文以(yi)45#鋼(gang)為(wei)基材，對其表(biao)(biao)(biao)面(mian)進行(xing)固(gu)體(ti)(ti)粉末滲(shen)(shen)硼(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)，探討滲(shen)(shen)層生(sheng)長行(xing)為(wei)及滲(shen)(shen)硼(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)時間(jian)與(yu)滲(shen)(shen)層組織及性(xing)能的(de)(de)關系。
實驗材料采用45#鋼，預先(xian)對其進行調質處理(li)，去除氧化(hua)(hua)皮，制成10mm×10mm×10mm的(de)(de)試(shi)樣。固體顆粒滲(shen)硼(peng)(peng)劑分別(bie)選取碳化(hua)(hua)硼(peng)(peng)、氟硼(peng)(peng)酸鉀，其中硼(peng)(peng)的(de)(de)質量分數均為(wei)(wei)5%。將(jiang)表面磨光的(de)(de)試(shi)樣與(yu)滲(shen)硼(peng)(peng)劑置于不銹(xiu)鋼圓罐，再(zai)將(jiang)滲(shen)罐放(fang)入(ru)中溫箱式電阻爐(lu)內加(jia)熱，滲(shen)硼(peng)(peng)工藝(yi)為(wei)(wei)加(jia)熱到850℃分別(bie)保(bao)溫2、4、5和(he)6h后淬火(huo)并及時低溫回火(huo)。
45#鋼(gang)(gang)經固(gu)體粉末(mo)滲(shen)硼(peng)可(ke)得到一定厚(hou)度(du)(du)、組織(zhi)致密的(de)(de)滲(shen)硼(peng)層(ceng)(ceng)，滲(shen)硼(peng)層(ceng)(ceng)由(you)硼(peng)化物Fe2B構(gou)成，硼(peng)化物以(yi)長(chang)(chang)(chang)短不齊的(de)(de)方式(shi)垂(chui)直楔入基體形(xing)成連續針齒狀層(ceng)(ceng)，與基體牢固(gu)結合(he)。隨(sui)滲(shen)硼(peng)時(shi)間(jian)延長(chang)(chang)(chang)，滲(shen)層(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)(du)先快速增(zeng)大后緩(huan)(huan)慢增(zeng)加(jia)。在滲(shen)硼(peng)初期，滲(shen)層(ceng)(ceng)的(de)(de)增(zeng)幅(fu)較(jiao)大，隨(sui)著時(shi)間(jian)的(de)(de)延長(chang)(chang)(chang)，增(zeng)幅(fu)變得緩(huan)(huan)和(he)。滲(shen)層(ceng)(ceng)生(sheng)長(chang)(chang)(chang)動力學(xue)符合(he)拋物線規(gui)律。滲(shen)硼(peng)顯著提高了45#鋼(gang)(gang)表面(mian)硬(ying)度(du)(du)和(he)耐(nai)磨性(xing)，且隨(sui)滲(shen)硼(peng)時(shi)間(jian)延長(chang)(chang)(chang)，顯微(wei)硬(ying)度(du)(du)和(he)耐(nai)磨性(xing)也有所增(zeng)加(jia)。滲(shen)硼(peng)層(ceng)(ceng)顯微(wei)硬(ying)度(du)(du)隨(sui)滲(shen)層(ceng)(ceng)深度(du)(du)增(zeng)加(jia)，先開始有所增(zeng)加(jia)后出現明顯降低，最后趨于平(ping)緩(huan)(huan)。