加入稀土Nd的一种新型TD法盐浴渗剂制造技术

本发明专利技术属于模具的表面强化处理领域。TD处理可在模具表面形成几微米至几十微米的碳化钒(VC)覆层，该覆层厚度均匀、致密，具有高硬度、良好的耐磨性和抗咬合性等特性，可有效提高模具的使用寿命。与此同时，覆层与基体的结合性能也直接影响着覆层的使用效果和模具使用寿命。与传统TD法盐浴渗剂相比，加入稀土钕Nd的新型渗剂可以促进界面元素的扩散，提高覆层界面的结合力，在覆层和基体间形成明显的扩散层。由于扩散层硬度高于基体硬度，可为VC覆层提供更好的支撑作用，大大减少覆层在服役过程中剥离破碎的可能性，达到提高模具工作质量和延长使用寿命的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属表面处理
，具体地说是加入稀土 Nd的一种新型TD法盐浴渗剂。
技术介绍
TD法盐浴渗钒是材料表面改性处理方法之一，广泛应用于模具的表面强化、提高模具的使用寿命。该方法是用基盐启动坩埚，并加热至80(Ti25(rc，再加入一定比例的供钒齐U、活化剂和还原剂，形成熔盐；然后把将处理的材料浸入盐浴炉中保温一定时间，获得渗层。在此过程中，被还原出的活性钒原子沉积在材料表面，与由基体扩散到表面的碳原子形成几微米至几十微米的碳化钒(VC)覆层。该覆层厚度均匀、致密，具有高硬度、良好的耐磨性和抗咬合性等特性，有利于提高模具的使用寿命。与此同时，覆层与基体的结合性能也直接影响着覆层的使用效果和模具使用寿命。为了优化覆层与基体的结合性能，对传统TD法盐浴渗剂进行了创新，在渗剂中加入适量稀土钕(Nd)。实验表明，使用传统的TD法盐浴渗剂处理所获得的覆层与基体间界面·清晰，无明显扩散层；而添加适量稀土钕Nd的盐浴渗剂可以促进界面元素的扩散，提高覆层界面的结合力，形成明显的扩散层。该扩散层硬度高于基体硬度，可为VC覆层提供更好的支撑作用，大大减少覆层在服役过程中剥离破碎的可能性，使覆层的使用性能得到更好的发挥。该盐浴渗剂经初步检索，在材料表面处理领域尚未见报道，这为未来该技术的应用提供了良好的契机。该盐浴渗剂在工业生产中模具的表面强化领域应用前景广阔，对提高模具使用寿命，提高企业生产效率，降低企业生产成本和资源消耗有着重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种加入稀土 Nd的一种新型TD法盐浴渗剂，在传统TD法盐浴渗剂基础上，创新性地在渗剂中加入稀土钕，并且通过实验得出了钕的最佳添加量，得到一种新型TD法盐浴渗剂。其技术方案如下、加入稀土 Nd的一种新型TD法盐浴渗剂，其特征在于在TD法盐浴渗剂中加入钕，钕的添加量为TD法盐浴渗剂总量的0. 5% — 2. O %。TD法盐浴渗剂包括基盐、供钒剂、活化剂、还原剂，其质量比百分数是基盐75%—80%、供钒剂8%-12%、活化剂8%-12%、还原剂2%-3%，还原剂是铝粉和钕。基盐是硼砂、氯化钠、二氯化钡或它们的混合物，供钒剂是五氧化二钒，活化剂是氟化钠还原剂。把配制好的该渗剂混合均匀，待热处理炉炉温达到800°C后放入坩埚中，待盐融化均匀并达到处理温度950°C时，把工件放入熔融盐浴中，保温4小时，获得渗层。还原剂的参量不同渗层的SEM也将不同。采用自制的外热式电阻坩埚炉以及表I所示渗剂，对H13钢(也称作4Cr5MoSiVl钢)进行TD处理，所获渗层的组织形貌具有扩散层。采用不含稀土钕的盐浴配方(即将表I中还原剂改为3. 0wt%铝粉)，其它实验条件相同时，H13钢表面渗层的组织形貌未见明显扩散层。为五个H13钢试样经不同盐浴配方处理(其它实验条件相同)后，所获渗层断面的硬度分布曲线。1-5#试样盐浴配方中钕添加量依次为0wt%，0. 5wt%，I. O wt%，I. 5 wt%, 2. 0wt%。3#试样的VC覆层与扩散层的硬度均为最高，性能最优，可见稀土钕的最佳添加量为I.O wt%0 本专利技术的优点是该渗剂可以促进界面元素的扩散，提高覆层界面的结合力，形成明显的扩散层。由于扩散层硬度高于基体硬度，可为VC覆层提供更好的支撑作用，大大减少覆层在服役过程中剥离破碎的可能性。在模具的表面强化处理领域，对提高模具工作质量和延长使用寿命方面具有重要意义。附图说明图I是有扩散层的渗层SEM形貌。图2是未见明显扩散层的渗层SEM形貌。 图3是硬度-至表面距离的关系曲线。图I中，①白亮的区域为碳化钒覆层质感比较粗糙、呈麻点状的区域为扩散层；③质感光滑的区域为基体。图3为五个H13钢试样经不同盐浴配方处理(其它实验条件相同)后，所获渗层断面的硬度分布曲线。1-5#试样盐浴配方中钕添加量依次为0wt%，O.5wt%, I. O wt%, I. 5 wt%, 2. 0 wt%。3#试样的VC覆层与扩散层的硬度均为最高，性能最优，可见稀土钕的最佳添加量为1.0 wt%。具体实施例方式按比例加入稀土Nd，在TD法盐浴渗剂中加入钕，钕的添加量为TD法盐浴渗剂总量的0· 5%—2. O %。TD法盐浴渗剂包括基盐、供钒剂、活化剂、还原剂，其质量比百分数是基盐75%—80%、供钒剂％8-12%、活化剂8%-12%、还原剂2%-3%，还原剂是铝粉和钕。基盐是硼砂、氯化钠、二氯化钡或它们的混合物，供钒剂是五氧化二钒，活化剂是氟化钠还原剂。把配制好的盐浴配方混合均匀，待热处理炉炉温达到800°C后放入坩埚中，待盐融化均匀并达到处理温度950°C时，把工件放入熔融盐浴中，保温4小时，获得渗层。当采用自制的外热式电阻坩埚炉对H13钢进行处理时，所获渗层的组织形貌如附图I所示。在上述比例范围内均可实现本专利技术但是该渗剂的最佳成分及其质量分数如下表所示权利要求1.加入稀土Nd的一种新型TD法盐浴渗剂，其特征在于在TD法盐浴渗剂中加入钕，钕的添加量为TD法盐浴渗剂总量的0. 5% — 2. O %。2.根据权利要求I所述的加入稀土Nd的一种新型TD法盐浴渗剂，其特征在于TD法盐浴渗剂包括基盐、供钒剂、活化剂、还原剂，其质量比百分数是基盐70% — 80%、供钒剂％8-12%、活化剂8%-12%、还原剂2%-3%，还原剂是铝粉和钕。3.根据权利要求I所述的加入稀土Nd的一种新型TD法盐浴渗剂，其特征在于基盐是硼砂、氯化钠、二氯化钡或它们的混合物，供钒剂是五氧化二钒，活化剂是氟化钠还原剂。4.如权利要求I所述的加入稀土Nd的一种新型TD法盐浴渗剂的制备方法，其特征在于把配制好的该渗剂混合均匀，待热处理炉炉温达到800°C后放入坩埚中，待盐融化均匀并达到处理温度950°C时，把工件放入熔融盐浴中，保温4小时，获得渗层。全文摘要本专利技术属于模具的表面强化处理领域。TD处理可在模具表面形成几微米至几十微米的碳化钒(VC)覆层，该覆层厚度均匀、致密，具有高硬度、良好的耐磨性和抗咬合性等特性，可有效提高模具的使用寿命。与此同时，覆层与基体的结合性能也直接影响着覆层的使用效果和模具使用寿命。与传统TD法盐浴渗剂相比，加入稀土钕Nd的新型渗剂可以促进界面元素的扩散，提高覆层界面的结合力，在覆层和基体间形成明显的扩散层。由于扩散层硬度高于基体硬度，可为VC覆层提供更好的支撑作用，大大减少覆层在服役过程中剥离破碎的可能性，达到提高模具工作质量和延长使用寿命的目的。文档编号C23C10/24GK102912289SQ20121044615公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日专利技术者陈辉, 李世男, 刘丽珍, 于陆宁, 高章玉, 张彦杰, 陈丽丽, 秦盼盼, 屈震 申请人:沈阳建筑大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
加入稀土Nd的一种新型TD法盐浴渗剂,其特征在于：在TD法盐浴渗剂中加入钕，钕的添加量为TD法盐浴渗剂总量的：0.5%—2.0？%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉，李世男，刘丽珍，于陆宁，高章玉，张彦杰，陈丽丽，秦盼盼，屈震，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：