3Cr13鋼表面氟鹽浴TD法制備VC涂層的研究.pdf

1、3Cr13鋼是一種馬氏體不銹鋼，具有良好機(jī)械加工性能和耐腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于在高載荷及腐蝕介質(zhì)作用下塑料模具、彈簧、刃具等，但經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后硬度在HRC30以下，耐磨性差。雖然應(yīng)用等離子表面滲氮技術(shù)能夠有效解決這一問題，但對于形狀復(fù)雜的工件，等離子表面滲氮技術(shù)也無法發(fā)揮其優(yōu)勢。目前在眾多表面強(qiáng)化處理方法中，TD(Thermal-reactive Diffusion)法鹽浴處理技術(shù)（熱反應(yīng)沉積技術(shù)）具有設(shè)備簡單，強(qiáng)化效果好，不受工件形狀限制

2、等優(yōu)點(diǎn)，但傳統(tǒng)的TD法鹽浴處理技術(shù)同時(shí)也存在不少的缺點(diǎn)，例如:熔鹽粘度大，熔鹽成分偏析，工件粘鹽難清洗等。FLiNaK(化學(xué)組成分LiF-NaF-KF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.2％、11.7％、59.1％)鹽成分穩(wěn)定，浴鹽穩(wěn)定不易老化，工件清洗容易。本文使用FLiNaK鹽作為一種全新的TD鹽浴處理基鹽，對3Cr13鋼進(jìn)行TD法鹽浴處理制備碳化釩滲層。鹽浴配方為:86％FLiNaK+10％V2O5+4％(Si+BC)(wt.％)，實(shí)驗(yàn)參數(shù)為:鹽浴處

3、理溫度為900℃，鹽浴處理時(shí)間分別為10h、24h、48h、90h。研究的主要內(nèi)容及成果如下:
　　(1)利用掃描電子顯微鏡(SEM)對所得VC滲層的表面及截面形貌進(jìn)行觀察，滲層表面含有少量的SiO2，截面形貌顯示，VC滲層能完整覆蓋基體且平整而致密。
　　(2)利用X射線衍射(XRD)儀，掃描電子顯微鏡能譜(EDS)儀對碳化釩滲層進(jìn)行物相的鑒別及各元素在滲層中的分布研究，結(jié)果表明滲層物相為碳化釩。隨著鹽浴處理時(shí)間的延長，沿

4、滲層與基體界面到滲層表面方向，碳含量的變化趨勢由下降轉(zhuǎn)變?yōu)樯仙?br>　　(3)使用MM200摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對滲層試樣和基體試樣進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)，結(jié)果表明，在同等條件下，經(jīng)滲釩處理后試樣的耐磨性能是基體試樣的6.22倍，能夠大幅提升基體材料的耐磨性能。
　　(4)利用電化學(xué)工作站對滲層的耐腐蝕性能進(jìn)行測試，結(jié)果表明經(jīng)滲釩處理后，基體材料的耐腐蝕性能提高了約31％。
　　(5)根據(jù)不同滲釩處理時(shí)間下VC滲層的厚度，研究了其生