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粉末法化学热处理能够提高金属工件的耐磨损、耐腐蚀、抗氧化等性能,常用的有粉末渗硼、渗铝、渗铬等。这类工艺具有处理质量好、设备简单、容易操作、适合处理形状复杂工件等优点。但是,传统粉末法化学热处理工艺为形成足够厚度的渗层,存在处理温度较高、处理时间长、能耗较大及渗剂利用率不高等缺点。本研究采用自行设计装置,通过在粉末法渗硼、渗铬和渗铝过程中施加不同类型电场(直流电场、交流电场),研究外加电场参数(电场分布、电压、电流)在不同外热温度、渗剂组成、处理保温时间等条件下,对粉末法渗硼、渗铝、渗铬的渗层生长、欲渗扩原子扩散的影响规律;运用光学显微观察、X射线衍射分析和显微硬度测试对所获得的渗层进行组织与相结构分析及性能测试;在所得实验结果基础上,分析研究电场对这些粉末法化学渗扩处理的作用机理。结果表明:在所研究的中、低温范围内,对粉末法渗硼、渗铬和渗铝施加适当电场,尽管作用程度受多种因素影响,但都能够有效提高渗扩速度,改善渗扩层组织和性能。因此,施加适当电场能降低粉末法渗扩外热温度、缩短处理时间、提高渗剂利用率。分析认为:电场能够促进粉末渗剂间的化学反应,生成更多的欲渗活性原子或含欲渗原子的活性基团,强化或同时优化欲渗原子及其基团在渗箱中的扩散,同时促进原子在被渗试样内的扩散。