一種Ni基高溫合金的表面滲硼劑及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于材料表面改性領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種Ni基高溫合金的表面滲硼劑及其使用方法。滲硼劑由無(wú)定型硼粉、活化劑和填充劑按比例組成；其中，活化劑為氟鋁酸鈉和氧化鈰；填充劑為碳化硅。本發(fā)明采用高溫滲硼工藝，及發(fā)明中的滲硼劑，具有對(duì)提高Ni基高溫合金滲硼層深度、硬度、均勻性、降低脆性的特性。滲層深度可達(dá)到0.1mm以上，硬度達(dá)到Hv1900以上，滲層均勻牢固。
【專利說(shuō)明】一種Ni基高溫合金的表面滲硼劑及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料表面改性領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種Ni基高溫合金的表面滲硼劑及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]材料表面滲硼技術(shù)極大提高了材料表面硬度，從而增強(qiáng)材料表面耐磨性，被廣泛應(yīng)用于具有耐磨要求的機(jī)械零件中。對(duì)于Ni基高溫合金材料的表面滲硼，常用于鋼的滲硼劑及工藝對(duì)合金滲層質(zhì)量無(wú)法滿足滲硼要求，常出現(xiàn)滲層薄，易脫落的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種Ni基高溫合金的表面滲硼劑及其使用方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種Ni基高溫合金的表面滲硼劑，滲硼劑由無(wú)定型硼粉、活化劑和填充劑組成；其中，活化劑為氟招酸鈉 和氧化鋪；填充劑為碳化娃。
[0006]所述滲硼劑按質(zhì)量百分比計(jì)，5-6 %的95 % (質(zhì)量)無(wú)定形硼粉(分子式B)、5-6 %氟鋁酸鈉(分子式Na3SiF, Na3AlF6)、2-3%氧化鈰(分子式Ce2O3)和88-85%碳化硅(分子式SiO0
[0007]Ni基高溫合金的表面滲硼劑的使用方法，將預(yù)處理后高溫合金試樣埋入滲硼劑中后置于密閉容器中，將密閉容器裝入預(yù)熱至500±10°C的電爐中，以100±10°C /h的加熱速度加熱至960± 10°C，保溫17-18h，隨后爐冷至600± 10°C，將密閉容器出爐空冷，冷卻至100°C以下，再打開(kāi)容器冷卻至室溫，進(jìn)而使?jié)B硼劑中硼元素的擴(kuò)散滲入基體表面形成滲硼層。(各參數(shù)請(qǐng)用范圍值)
[0008]所述密閉容器，由筒體與蓋板組成，所述筒體上端面設(shè)有密封槽，蓋板上設(shè)有密封圈，密封槽與密封圈相互契合使筒體與蓋板有效密封。
[0009]所述高溫合金試樣滲硼面加工成粗糙度3.2以下，而后用丙酮清洗。
[0010]所述預(yù)處理后高溫合金試樣滲硼面的滲硼劑厚度5-6cm。
[0011 ] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為:
[0012]1.本發(fā)明得到的高溫合金GH4169專用滲硼劑組分對(duì)合金滲硼效果好，滲層深度大，硬度高、滲層牢固。
[0013]2.本發(fā)明滲硼劑組分全部為粉末物質(zhì)，配置簡(jiǎn)單，滲后清理容易。
[0014]3.本發(fā)明是根據(jù)高溫合金GH4169熱處理工藝特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的滲硼工藝，保證合金內(nèi)部熱處理性能，同時(shí)使?jié)B硼層質(zhì)量達(dá)到最佳
[0015]4.本發(fā)明滲硼工藝采用密封配合筒式裝置，保證工裝充分密封，滲硼氣氛穩(wěn)定。
[0016]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】書
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的滲硼處理的專用裝置示意圖。其中，1.滲硼劑，2.試樣，3.蓋板，4.筒體。[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的Ni基高溫合金的表面滲硼劑滲硼工藝曲線圖。
[0019]圖3A為本發(fā)明實(shí)施例提供的原滲硼試樣圖。
[0020]圖3B為本發(fā)明實(shí)施例提供的滲硼處理后硼試樣圖。
[0021]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的滲硼層硬度曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合圖1、圖2對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0023]實(shí)施例1
[0024]滲硼劑由無(wú)定型硼粉、活化劑和填充劑組成；其中，活化劑為氟鋁酸鈉和氧化鈰；填充劑為碳化硅 。上述各物質(zhì)為粉末，將上述各粉末物質(zhì)均勻混合。
[0025]所述滲硼劑按重量百分比計(jì)，5%的95% (質(zhì)量)無(wú)定形硼粉(分子式B)、5%氟鋁酸鈉(分子式Na3SiF，Na3AlF6)、2%氧化鈰(分子式Ce2O3)和88%碳化硅(分子式SiC)。
[0026]采用上述滲硼劑對(duì)合金GH4169表面的滲硼處理:(參見(jiàn)圖2)
[0027]所述高溫合金試樣滲硼面按常規(guī)方式(如用具有流動(dòng)性的粘彈性材料(由聚合物載體和磨料組成)對(duì)工件進(jìn)行表面拋光和去毛刺的處理工藝)加工成粗糙度3.2，而后用丙酮、乙醇清洗，干燥后，待用；
[0028]將預(yù)處理后高溫合金試樣埋入滲硼劑中后置于密閉容器中，將密閉容器裝入預(yù)熱至500°C的電爐中，以100°C /h的加熱速度加熱至960°C，保溫17h，隨后爐冷至600°C，將密閉容器出爐空冷，冷卻至100°C以下，再打開(kāi)容器冷卻至室溫，取出合金試樣進(jìn)而使?jié)B硼劑中硼元素的擴(kuò)散滲入基體表面形成滲硼層。
[0029]所述高溫合金GH4169為鎳-鉻-鐵基高溫合金，可通過(guò)沉淀析出來(lái)強(qiáng)化，具有良好的高溫蠕變強(qiáng)度，較高的耐腐蝕和抗氧化性能，難加工。
[0030]滲硼處理裝置，由主體與蓋板組成，所述主體上部與蓋板上分別設(shè)有相互契合的凸起與凹槽，使兩者能夠有效密封。將基體與滲硼劑裝入箱體，并填滿碳化硅(SiC)，再在主體與蓋板連接處用高溫黏土將進(jìn)行密封(參見(jiàn)圖1)。
[0031]滲硼處理后，對(duì)滲硼試樣磨削加工，一面磨去滲硼層，利用顯微硬度計(jì)，磨削面上由外向里打硬度，每隔0.03_測(cè)一點(diǎn)硬度，作出如圖硬度曲線，由圖可知，滲層表面硬度滲層深度達(dá)到Hvl900以上，在0.15mm深度，處硬度在HvlOOO以上。并由圖3A、圖3B可知，圖3A中滲硼層脫落嚴(yán)重，圖3B滲層無(wú)脫落，通過(guò)本發(fā)明方式提高Ni基高溫合金滲硼層深度、硬度、均勻性、降低滲層脆性。
[0032]實(shí)施例2
[0033]滲硼劑由無(wú)定型硼粉、活化劑和填充劑組成；其中，活化劑為氟鋁酸鈉和氧化鈰；填充劑為碳化硅。上述各物質(zhì)為粉末，將上述各粉末物質(zhì)均勻混合。
[0034]所述滲硼劑按重量百分比計(jì)，6%的95% (質(zhì)量)無(wú)定形硼粉(分子式B)、6%氟鋁酸鈉(分子式Na3SiF，Na3AlF6)、3%氧化鈰(分子式Ce2O3)和85%碳化硅(分子式SiC)。
[0035]采用上述滲硼劑對(duì)合金GH4169表面的滲硼處理:(參見(jiàn)圖2)
[0036]所述高溫合金試樣滲硼面按常規(guī)方式(如用具有流動(dòng)性的粘彈性材料(由聚合物載體和磨料組成)對(duì)工件進(jìn)行表面拋光和去毛刺的處理工藝)加工成粗糙度3.2，而后用丙酮、乙醇清洗，干燥后，待用；[0037]將預(yù)處理后高溫合金試樣埋入滲硼劑中后置于密閉容器中，將密閉容器裝入預(yù)熱至500°C的電爐中，以110°C /h的加熱速度加熱至970°C，保溫18h，隨后爐冷至600°C，將密閉容器出爐空冷，冷卻至100°C以下，再打開(kāi)容器冷卻至室溫，取出合金試樣進(jìn)而使?jié)B硼劑中硼元素的擴(kuò)散滲入基體表面形成滲硼層。
[0038]實(shí)施例2
[0039]滲硼劑由無(wú)定型硼粉、活化劑和填充劑組成；其中，活化劑為氟鋁酸鈉和氧化鈰；填充劑為碳化硅。上述各物質(zhì)為粉末，將上述各粉末物質(zhì)均勻混合。
[0040]所述滲硼劑按重量百分比計(jì)，5%的95% (質(zhì)量)無(wú)定形硼粉(分子式B)、5%氟鋁酸鈉(分子式Na3SiF，Na3AlF6)、3%氧化鈰(分子式Ce2O3)和87%碳化硅(分子式SiC)。
[0041]采用上述滲硼劑對(duì)合金GH4169表面的滲硼處理:(參見(jiàn)圖2)
[0042]所述高溫合金試樣滲硼面按常規(guī)方式(如用具有流動(dòng)性的粘彈性材料(由聚合物載體和磨料組成)對(duì)工件進(jìn)行表面拋光和去毛刺的處理工藝)加工成粗糙度3.2，而后用丙酮、乙醇清洗，干燥后，待用；
[0043]將預(yù)處理后高溫 合金試樣埋入滲硼劑中后置于密閉容器中，將密閉容器裝入預(yù)熱至500°C的電爐中，以110°C /h的加熱速度加熱至970°C，保溫18h，隨后爐冷至600°C，將密閉容器出爐空冷，冷卻至100°C以下，再打開(kāi)容器冷卻至室溫，取出合金試樣進(jìn)而使?jié)B硼劑中硼元素的擴(kuò)散滲入基體表面形成滲硼層。
【權(quán)利要求】
1.一種Ni基高溫合金的表面滲硼劑，其特征在于:滲硼劑由無(wú)定型硼粉、活化劑和填充劑組成；其中，活化劑為氟鋁酸鈉和氧化鈰；填充劑為碳化硅。
2.按權(quán)利要求1所述的Ni基高溫合金的表面滲硼劑，其特征在于:所述滲硼劑按質(zhì)量百分比計(jì)，5-6%的95% (質(zhì)量)無(wú)定形硼粉(分子式B)、5-6%氟鋁酸鈉(分子式Na3SiF,Na3AlF6X2-3%氧化鈰(分子式Ce2O3)和88-85%碳化硅(分子式SiC)。
3.一種按權(quán)利要求1所述的Ni基高溫合金的表面滲硼劑的使用方法，其特征在于:將預(yù)處理后高溫合金試樣埋入滲硼劑中后置于密閉容器中，將密閉容器裝入預(yù)熱至500± 10°C的電爐中，以100± 10°C /h的加熱速度加熱至960± 10°C，保溫17_18h，隨后爐冷至600°C，將密閉容器出爐空冷，冷卻至100°C以下，再打開(kāi)容器冷卻至室溫，進(jìn)而使?jié)B硼劑中硼元素的擴(kuò)散滲入基體表面形成滲硼層。
4.按權(quán)利要求3所述的Ni基高溫合金的表面滲硼劑的使用方法，其特征在于:所述密閉容器，由筒體與蓋板組成，所述筒體上端面設(shè)有密封槽，蓋板上設(shè)有密封圈，密封槽與密封圈相互契合使筒體與蓋板有效密封。
5.按權(quán)利要求3所述的Ni基高溫合金的表面滲硼劑的使用方法，其特征在于:所述預(yù)處理后高溫合金試樣滲硼面的滲硼劑厚度5-6cm。
【文檔編號(hào)】C23C8/68GK103966544SQ201310036501
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月30日
【發(fā)明者】孟冬梅 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)齒輪壓縮機(jī)有限公司