【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于镍基高温合金inconel 718处理，涉及一种渗硼镍基高温合金、渗硼剂在制备渗硼镍基高温合金中的应用以及一种镍基高温合金的表面渗硼方法，尤其涉及一种渗硼镍基高温合金inconel 718及其渗硼工艺。
技术介绍
1、化学热处理是材料表面强化的重要工艺之一。该工艺是将工件放在一定的介质中，加热到一定温度，使介质中的某些活性组分在工件表面发生化学反应并向工件芯部扩散，以改变表层的化学成分，随之进行必要的热处理，使工件具有所需要的性能，从而满足各种不同工况下服役要求。
2、inconel 718(gh4169)合金微观组织结构主要是除奥氏体外，还包括金属间化合物：体心立方结构的y＇相(ni3(ti、a1、nb等))，斜方晶系结构的y＂相(ni3nb)和laves相(fe2(ti、nb))、nbc相以及δ相(ni3nb)，主要的强化相是y＂相。inconel 718合金是一种时效沉淀强化的镍基变形高温合金；具有高强度(在650℃的屈服强度目前占据变形高温合金的首位)、高弹性、抗疲劳、抗辐射和较好的耐蚀性能，同时具有良好的成形、焊接和切削等加工性能。在石油工业、煤化工、火电、高端装备、宇航发电机、核能、热作挤压模具中获得了广泛的应用。
3、但是该合金的硬度一般只有hrc30～40左右偏低、耐磨性能较弱，在一定程度上限制了其在工业的应用范围。
4、因此，如何找到一种更为适宜的方式，进一步提高inconel 718(gh4169)合金的硬度和耐磨性能，从而更好的拓宽其在应用上的深度与广度，已
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种渗硼镍基高温合金、渗硼剂在制备渗硼镍基高温合金中的应用以及一种镍基高温合金的表面渗硼方法，特别是一种渗硼镍基高温合金inconel 718。本专利技术提供的渗硼镍基高温合金，提高表面硬度但不影响芯部硬度，从而改善耐磨性，提高产品的使用寿命。而且渗硼方法工艺简单，条件温和，可控性好，更加有利于工业化规模生产和推广应用。
2、本专利技术提供了一种渗硼镍基高温合金，包括镍基高温合金以及渗透扩散在镍基高温合金表层中的渗硼层。
3、优选的，所述镍基高温合金包括inconel 718合金；
4、所述渗硼层厚度为30～60μm；
5、所述渗硼层的硬度为600～1200hv。
6、优选的，所述渗硼层中包括硼元素与镍基高温合金中的元素形成的含硼化合物；
7、所述渗硼层由包括碳化硼和/或硼铁的固相材料经渗透扩散后得到；
8、所述渗透扩散的方式包括真空热处理。
9、本专利技术提供了渗硼剂在制备渗硼镍基高温合金中的应用；
10、所述渗硼剂，按质量份数计，包括：
11、供硼剂 10～30重量份；
12、活化剂 10～30重量份；
13、填充剂 30～70重量份。
14、优选的，所述供硼剂包括碳化硼和/或硼铁；
15、所述活化剂包括氟硼酸钾和/或碳酸铵；
16、所述填充剂包括氧化铝、碳化硅、石墨粉和活性炭中的一种或多种；
17、所述表面渗硼工艺具体为真空固体表面渗硼工艺。
18、优选的，所述渗硼剂还包括3～5重量份的添加剂；
19、所述添加剂包括稀土添加剂；
20、所述表面渗硼工艺包括采用真空热处理进行表面渗硼；
21、所述表面渗硼的温度为700～1050℃；
22、所述表面渗硼的时间为240～600分钟。
23、本专利技术提供了一种镍基高温合金的表面渗硼方法，包括以下步骤：
24、1)将供硼剂、活化剂和填充剂经过混合、干燥和研磨后，得到渗硼剂；
25、2)将上述步骤得到的渗硼剂复合在镍基高温合金表面后，经过真空渗硼热处理后，得到表面渗硼的镍基高温合金。
26、优选的，所述干燥的温度为50～120℃；
27、所述干燥的时间为30～60分钟；
28、所述研磨方式包括球磨；
29、所述研磨的时间为30～120分钟；
30、所述步骤1)中的原料还包括添加剂。
31、优选的，所述复合的厚度为10～35mm；
32、所述复合在镍基高温合金表面具体为复合在镍基高温合金至少一个表面上；
33、所述真空渗硼热处理的真空压力为0.010～10pa。
34、所述真空渗硼热处理的温度为700～1050℃；
35、所述真空渗硼热处理的时间为240～600分钟；
36、所述真空渗硼热处理还包括随炉冷却或快冷到60～300℃出炉的步骤。
37、优选的，所述真空渗硼热处理后优选还包括渗后热处理步骤；
38、所述渗后热处理的方式包括固溶时效热处理；
39、所述固溶时效热处理的固溶温度为900～1050℃；
40、所述固溶时效热处理的固溶时间为1～2.5h；
41、所述固溶时效热处理过程中，固溶和时效热处理之间还包括冷却步骤。
42、所述固溶时效热处理的时效处理的温度为700～850℃；
43、所述固溶时效热处理的时效处理的时间为6～8h。
44、本专利技术提供了一种渗硼镍基高温合金，包括镍基高温合金以及渗透扩散在镍基高温合金表层中的渗硼层。与现有技术相比，本专利技术创造性的设计了一种表面具有渗硼层的镍基高温合金，提高了表面硬度，但不影响芯部硬度，从而改善了耐磨性，进一步提高了产品的使用寿命。本专利技术还将特定组成和配比的渗硼剂用于基高温合金表面渗硼工艺中，并进一步提供了相应的镍基高温合金的表面渗硼方法，实现了镍基高温合金真空固体表面渗硼处理。本专利技术提供的渗硼方法，渗硼温度低、材料热影响小，达到了“表面硬芯部软”的效果，而且该真空固体粉末渗硼工艺简单、操作方便、环境友好，更加适于批量工业化生产。
45、实验效果表明，针对镍基高温合金inconel 718(gh4169)，渗硼层的深度30～60μm、渗硼层硬度600～1200hv、芯部硬度30～40hrc；渗硼产品耐磨倍率提升2～4倍，力学性能等满足使用要求。
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1.一种渗硼镍基高温合金，其特征在于，包括镍基高温合金以及渗透扩散在镍基高温合金表层中的渗硼层。
2.根据权利要求1所述的渗硼镍基高温合金，其特征在于，所述镍基高温合金包括Inconel 718合金；
3.根据权利要求1所述的渗硼镍基高温合金，其特征在于，所述渗硼层中包括硼元素与镍基高温合金中的元素形成的含硼化合物；
4.渗硼剂在制备渗硼镍基高温合金中的应用；
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述供硼剂包括碳化硼和/或硼铁；
6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述渗硼剂还包括3～5重量份的添加剂；
7.一种镍基高温合金的表面渗硼方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的表面渗硼方法，其特征在于，所述干燥的温度为50～120℃；
9.根据权利要求7所述的表面渗硼方法，其特征在于，所述复合的厚度为10～35mm；
10.根据权利要求7所述的表面渗硼方法，其特征在于，所述真空渗硼热处理后优选还包括渗后热处理步骤；
【技术特征摘要】
1.一种渗硼镍基高温合金，其特征在于，包括镍基高温合金以及渗透扩散在镍基高温合金表层中的渗硼层。
2.根据权利要求1所述的渗硼镍基高温合金，其特征在于，所述镍基高温合金包括inconel 718合金；
3.根据权利要求1所述的渗硼镍基高温合金，其特征在于，所述渗硼层中包括硼元素与镍基高温合金中的元素形成的含硼化合物；
4.渗硼剂在制备渗硼镍基高温合金中的应用；
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述供硼剂包括碳化硼和/或...
【专利技术属性】
技术研发人员：涂建刚，张波，李旺，刘永，王宇琪，罗成，高凌燕，
申请(专利权)人：西迪技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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