一种低温渗硼的球墨铸铁耐磨表面制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低温渗硼的球墨铸铁耐磨表面制备方法，首先对球墨铸铁预处理；然后粉末渗硼剂和密封材料制备；渗硼处理：先对铁质容器进行预渗硼处理作为渗硼罐，即在铁质容器中填入渗硼剂，压实之后密封，加热至950℃，保温6小时之后冷却；在完成预渗硼的渗硼罐内填充混合均匀的渗硼剂，再将经预处理后的球墨铸铁试样埋在渗硼剂中，然后再整箱填满、压紧渗硼剂，最后用制备得到的密封材料进行密封；对密封后的容器加热至200～400℃并保温1‑2小时，渗硼时间控制在1～24小时最后渗硼后处理，最终得到高硬度的渗硼表面。本发明专利技术在降低渗硼温度的同时，可得到厚度大且均匀的渗层，有效提高球墨铸铁的显微硬度和耐磨性。

【技术实现步骤摘要】
一种低温渗硼的球墨铸铁耐磨表面制备方法
本专利技术属于球墨铸铁表面处理
，具体涉及一种低温渗硼的球墨铸铁耐磨表面制备方法。
技术介绍
球墨铸铁内富含石墨，在摩擦过程中形成转移膜，具有良好的减摩作用，广泛应用在汽车传动轴、机床导轨等关键精密运动部件。但球墨铸铁的硬度低，在承受高载荷时，基体发生严重的塑形变形而导致剧烈的粘着磨损。因此急需一种提高球墨铸铁耐磨性的表面强化工艺。渗硼是一种常见的热处理方法，渗硼表面的硬度、耐蚀性和耐磨性远非一般硬化表面可比。通过对钢/铁基表面渗硼处理，在表层形成Fe2B/FeB高硬度表层，提高摩擦副硬度，获得具有良好耐磨的表面，并改善耐热性和耐蚀性。通过调整渗硼工艺，还可以实现渗硼层的硬度和厚度等物性参数的调控制备。渗硼方式有固体渗硼、气体渗硼、盐浴渗硼等，其中固体渗硼因具有操作方便、渗剂重复使用性好、成本较低和渗层厚度与组织易控制等优点在生产中得到较广泛的应用。但传统渗硼工艺在高温(950℃以上)环境中进行，零件的热变形增大，极大的限制球墨铸铁在精密运动部件上的应用。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种低温渗硼的球墨铸铁耐磨表面制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：/n步骤1、球墨铸铁预处理；/n步骤2、粉末渗硼剂和密封材料制备；/n步骤3、渗硼处理；/n步骤4、渗硼后处理，最终得到高硬度的渗硼表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种低温渗硼的球墨铸铁耐磨表面制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、球墨铸铁预处理；
步骤2、粉末渗硼剂和密封材料制备；
步骤3、渗硼处理；
步骤4、渗硼后处理，最终得到高硬度的渗硼表面。


2.根据权利要求1所述的一种低温渗硼的球墨铸铁耐磨表面制备方法，其特征在于，所述步骤1中预处理包括：
步骤1.1、依次使用600#、800#、1000#和1200#的金相砂纸打磨球墨铸铁，去除表面氧化层；
步骤1.2、对经步骤1.1去除表面氧化层的球墨铸铁进行两次超声清洗，最终去除表面脂类和有机物；
步骤1.3、将经步骤1.2清洗后的球墨铸铁用磷化液进行表面活化处理，获得易于硼原子扩散的活化表面。


3.根据权利要求2所述的一种低温渗硼的球墨铸铁耐磨表面制备方法，其特征在于，所述步骤1.2中第一次超声清洗是使用去离子水超声清洗5～10分钟，第二次超声清洗是以无水乙醇为溶剂，清洗10～15分钟。


4.根据权利要求2所述的一种低温渗硼的球墨铸铁耐磨表面制备方法，其特征在于，所述步骤1.3中对球墨铸铁用磷化液进行表面活化处理时，磷化液由质量百分比为磷酸4-10％、硝酸盐5-15％、氧化锌3-8％、柠檬酸2-10％、稳定剂1-5％以及余量的水制备而成，对球墨铸铁用磷化液进行表面活化处理时控制温度为10-70℃，时间为5-30分钟。


5.根据权利要求2所述的一种低温渗硼的球墨铸铁耐磨表面制备方法，其特征在于，所述步骤2中粉末渗硼剂以质量备份比为3％～10％碳化硼、5％～10％氟硼酸钾、3％～5％活性炭、80％～90％碳化硅为原料，采用球磨方式混合均匀，然后加热干燥，后加入质量比为1％～2％的稀土氧化物制备而成。


6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东亚，孙喜洲，高峰，李艳，孔令飞，税琳棋，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61