td渗钒处理过程中盐浴变化规律的实验研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要TD法盐浴渗钒是TD法盐浴渗金属技术的一种，即在高温下将钢铁材料放入含有活性金属原子的熔融盐浴(硼砂盐浴或者氯化钡氯化钠中性盐浴等)中一段时间，在材料表面形成几微米到数十微米的金属碳化物覆层。TD法盐浴渗金属具有理论成熟，工艺稳定，处理效果好和价格低廉等特点；所形成的覆层在常温下具有良好的稳定性，具有优异的抗磨损能力，在冷作模具和零件的表面强化中应用效果良好。但该法存在盐浴寿命不高、盐浴腐蚀严重、工件变形大以及表面粘盐清理困难等一系列难点，限制了该工艺在国内的推广应用。针对上述难点，本文归纳了TD法的相

2、关理论基础，总结和分析了以往的经验教训，对盐浴、模具选材等影响覆层性能的关键环节进行了研究；寻求一种工艺稳定、操作简单、效果良好的可应用于工业化生产的冷作模具表面处理工艺。对基盐、供钒剂、还原剂、活化剂分别进行了试验选择，主要考察了盐浴的覆层能力和表面粘盐的清理性能。试验得出，基盐为硼砂，供钒剂为五氧化二钒，还原剂碳化硼，活化剂氟化钠，这样的盐浴成分具有较好的综合性能。并探讨了添加稀土对覆层的影响。结果表明稀土元素可以提高渗速，增加覆层厚度。在盐浴试验的基础上，分析探讨了TD处理过程中盐浴成分变化规律，实验发现：在TD处理过程中，

3、盐浴中原添加组分均发生改变，盐浴经过6次TD处理后失去活性，其原因是：还原剂碳化硼已经使用完毕，活化剂氟化钠含量也明显减少。添加20％混合盐后，盐浴重新具有活性。并对工件表面残盐清理作了分析探讨。另外，采用XRD，XRMF等对覆层的成分与结构进行了分析，确定了覆层的成分和相结构；应用SEM和显微硬度计对覆层的金相和显微硬度进行了观察和测定。分析表明g通过该工艺获得的覆层厚度均匀、致密、完整，具有极高的显微硬度。该技术应用于冷作模具和零件表面强化中取得了显著效果。另外，该工艺有节能和无公害等诸多优点，具有重要的推广应用价值。关键词：

4、TD法；渗钒：盐浴成分；XRD：残盐武汉理工大学硕士学位论文AbstractSalt—bathvanadizingbyTD(thermaldiffusion)methodisoneapplicationofthetechniqueofsalt-bathpenetratingmetalbyTDmethod，whichis，namelyimmersingthesteelmaterialsinthemeltingsalt·bathcontainingactivemetalatoms(horaxsalt-bathorneutralsalt

5、—bathlikebariumchlorideandsodiumchloride)athightemperatureforsometimeandformingmetalliccarbidecoatingwiththethicknessrangingfromseveralmicronstodozesofmicronsonthesurfaceofthematerials．Thistechniqueismature，stable，hasgoodeffectandlowcost．Moreover,theformedcoatingisver

6、ystableatroomtemperatureandhasexcellentwearresistanceability,contributingtogoodapplicationeffectinthesurfacestrengtheningofcoldworkdiesandparts．However,thistechniquehassomelimitationssuchasshortservicelifeofsalt-bath，seriouscorrosionbysalt-bath，largedeformationofworkp

7、ieceandbadsurfacefinish，whichconstrainsitsdomesticapplication．Tosolvetheseproblems，thetheoriesconcernedwithTDmethodandsomeformerexperiencewerededucedandanalyzedatfirst．Thenthekeyfactorsinfluencingtheperformanceofcoatingsuchastheselectionofsalt-bathandmouldsubstratewer

8、einvestigated．Bychoosingboraxasthebasicsaltandstudyingthecoatingabilityofsalt-bathandcleaningperformanceofsurfacefinish,thev