固体法制备碳化铌渗层的灰口铸铁的耐磨性能

灰口铸铁由于其成本低廉、减振和切削加工性能良好获得应用。这些突出优点源自游离态石墨的存在和液态金属的良好流动性,后者有利于制作形状复杂的薄壁铸件。适合的渗层能改善灰口铸铁的耐磨性,从而扩大其应用范围。高硬度的碳化铌可以达到这一目的。本文研究用的灰口铸铁试样成分为3.47%C-2.39%Si-0.55%Mn-0.15%Ni-0.65%Cu-Fe(余量),采用Fe-Ni合金、NH_4Cl和Al_2O_3的粉末混合物进行热反应扩散渗铌,温度900℃,时间2 h。碳化铌渗层的硬度可达2 000 HV,微黏着磨损和微磨粒磨损试验证明,固体渗铌处理可显著提高灰口铸铁的耐磨性。

灰口铸铁的等温淬火和渗硼等温淬火

等温淬火能显著改善灰口铸铁的力学性能,而通过渗硼等化学热处理提高其表面硬度能进一步扩展它的应用范围。本文研究用灰口铸铁试样的成分为3.6%C-2.1%Si-0.43%Mn-0.26%Cr-bal Fe。等温淬火工艺采用900℃奥氏体化,随后在240℃、300℃和360℃的盐浴中分别保持1 h、2 h、3 h和4 h后空冷。对另一组试样进行渗硼等温淬火处理,其工艺为在950℃熔融硼砂中渗硼2-4 h,随后在240℃、300℃和360℃盐浴中分别保持1 h、2h、3 h和4 h后空冷。这种工艺不需为了等温淬火而另外加热。通过试样显微硬度的测定和黏着磨损性能试验发现,等温淬火显著提高了灰口铸铁的性能,而渗硼等温淬火则更进一步改善了灰口铸铁的性能。