【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属表面处理，涉及一种镍基合金表面渗硼用渗硼剂，本专利技术还涉及使用上述渗硼剂进行镍基合金表面渗硼的渗硼方法。
技术介绍
1、对金属基体表面进行化学热处理可以有效提高金属的耐磨性、耐蚀性和抗疲劳强度，常用的表面化学热处理方法有：渗碳、渗氮、碳氮共渗等。渗硼也是一种对金属材料进行表面强化的重要方法，可提高金属材料的耐磨、耐蚀、红硬性及抗氧化性能。渗硼根据渗硼剂的不同可分为固体渗硼、气体渗硼、膏剂渗硼、电解盐浴渗硼和非电解盐浴渗硼五种。气体渗硼采用乙硼烷和三氯化硼，乙硼烷易爆炸且不稳定，三氯化硼有毒，因此，现在生产上采用最多的是固体渗硼、膏剂渗硼和盐浴渗硼。目前常用的固体渗硼中，b4c提供b原子，kbf4作为催渗硼剂，sic作为填充剂，具体的渗硼工艺为将工件埋入上述粉末中，在850~1000℃保温1~10h。
2、镍基高温合金具有高强度、高弹性、抗疲劳、耐腐蚀等特性，同时具有良好的成形、焊接和切削等加工性能。在石油、化工、火电、高端装备、航空发电机、核能中具有广泛的应用。但是镍基高温合金的硬度一般只有hrc30~40左右，耐磨性能较差，在一定程度上限制了其在工业上的应用范围。
3、将渗硼工艺用于镍基高温合金，可以有效提高其耐磨性，但目前固体渗硼法用于镍基高温合金后，得到的渗层致密度低，孔洞缺陷多，渗层的硬度、耐磨性、抗疲劳性难以满足使用需求。
4、公开号为cn114836711b的中国专利公开了一种金属表面硬化方法，该方法以硼砂和硼酸为供硼剂，添加稀土化合物以及由氯化铵和氟化钠组成的
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种镍基合金表面渗硼用渗硼剂；本专利技术的另一目的是提供一种使用上述渗硼剂进行镍基合金表面渗硼的渗硼方法，使用该渗硼剂和方法对镍基合金表面进行渗硼后，可提高镍基合金表面的硬度和耐磨性。
2、本专利技术所采用的技术方案是，镍基合金表面渗硼用渗硼剂，按质量份计由以下原料组分构成：供硼剂10~40份、活化剂10~40份、填充剂30~70份。
3、本专利技术的特点还在于：
4、供硼剂为硼砂、硼酸和硼铁的混合物，其中硼砂、硼酸和硼铁的质量比为11~15：1~2：1~2。
5、活化剂为氟硼酸钾、碳酸铵、尿素、氟化钠和镧铝酸盐的混合物，其中氟硼酸钾、碳酸铵、尿素、氟化钠和镧铝酸盐的质量比为4~8：5~9：3~5：3~5：1~2。
6、填充剂为碳化硅、石墨、氧化铝中的一种。
7、本专利技术所采用的另一种技术方案是，镍基合金表面渗硼方法，具体按照以下步骤实施：
8、步骤1、按以下质量份数称取原料：供硼剂10~40份、活化剂10~40份、填充剂30~70份；称好后将上述原料真空封装于密闭罐体中，室温下球磨混粉，混粉完毕后，得到渗硼剂；
9、步骤2、对镍基合金表面进行清洁；
10、步骤3、将步骤2清洁后的镍基合金和步骤1制备好的渗硼剂装入石墨模具内，并将镍基合金埋入渗硼剂中，后将石墨模具密封并放入电阻炉中加热渗硼；
11、步骤4、对步骤3得到的镍基合金进行固溶时效热处理，得到表面渗硼的镍基合金。
12、本专利技术另一技术方案的特点还在于：
13、步骤1中，供硼剂为硼砂、硼酸和硼铁的混合物，其中硼砂、硼酸和硼铁的质量比为11~15：1~2：1~2。
14、步骤1中，活化剂为氟硼酸钾、碳酸铵、尿素、氟化钠和镧铝酸盐的混合物，其中氟硼酸钾、碳酸铵、尿素、氟化钠和镧铝酸盐的质量比为4~8：5~9：3~5：3~5：1~2；填充剂为碳化硅、石墨、氧化铝中的一种。
15、步骤3中具体的渗硼工艺为：先升温至700℃~750℃，保温1h~3h后，再升温至950℃~1050℃，保温3h~5h，炉冷至室温。
16、步骤4中，固溶温度为950℃~1000℃。
17、步骤4中，时效处理温度为700℃~750℃。
18、本专利技术的有益效果是：
19、本专利技术渗硼方法以硼砂、硼酸和硼铁为供硼剂，硼势高，渗硼能力强且渗硼速度快；添加活化剂，能提高渗硼剂的活性和扩散速度，提高渗硼层的厚度和表面硬度，并且本专利技术方法以氟硼酸钾、碳酸铵、尿素、氟化钠和镧铝酸盐为活化剂，充分发挥了供硼剂的优势，显著提高了渗硼能力和渗硼速度。氟硼酸钾是优良的活化剂，可以使硼势连续，渗层致密，再使用碳酸铵、尿素、氟化钠和镧铝酸盐之后，渗硼能力有了很大提高。此外，本专利技术使用的活化剂不会释放有毒气体，且不会对合金表面产生氧化、腐蚀等不良影响，并且通过对比可知，本专利技术的活化剂对于提高渗硼层深度，提升硬度、耐磨性有显著作用。
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1.镍基合金表面渗硼用渗硼剂，其特征在于，按质量份计由以下原料组分构成：供硼剂10~40份、活化剂10~40份、填充剂30~70份；
2.根据权利要求1所述的镍基合金表面渗硼用渗硼剂，其特征在于，所述供硼剂为硼砂、硼酸和硼铁的混合物，其中硼砂、硼酸和硼铁的质量比为11~15：1~2：1~2。
3.根据权利要求1所述的镍基合金表面渗硼用渗硼剂，其特征在于，所述填充剂为碳化硅、石墨、氧化铝中的一种。
4.镍基合金表面渗硼方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
5.根据权利要求4所述的镍基合金表面渗硼方法，其特征在于，步骤1中，所述供硼剂为硼砂、硼酸和硼铁的混合物，其中硼砂、硼酸和硼铁的质量比为11~15：1~2：1~2。
6.根据权利要求4所述的镍基合金表面渗硼方法，其特征在于，步骤3中具体的渗硼工艺为：先升温至700℃~750℃，保温1h~3h后，再升温至950℃~1050℃，保温3h~5h，炉冷至室温。
7.根据权利要求4所述的镍基合金表面渗硼方法，其特征在于，步骤4中，固溶温度为950℃~1000℃。p>
8.根据权利要求4所述的镍基合金表面渗硼方法，其特征在于，步骤4中，时效处理温度为700℃~750℃。
...【技术特征摘要】
1.镍基合金表面渗硼用渗硼剂，其特征在于，按质量份计由以下原料组分构成：供硼剂10~40份、活化剂10~40份、填充剂30~70份；
2.根据权利要求1所述的镍基合金表面渗硼用渗硼剂，其特征在于，所述供硼剂为硼砂、硼酸和硼铁的混合物，其中硼砂、硼酸和硼铁的质量比为11~15：1~2：1~2。
3.根据权利要求1所述的镍基合金表面渗硼用渗硼剂，其特征在于，所述填充剂为碳化硅、石墨、氧化铝中的一种。
4.镍基合金表面渗硼方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
5.根据权利要求4所述的镍基合金表面渗硼方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵娜娜，邓海宁，王佳敏，钟黎声，许云华，李继林，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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