基于纳米技术在低碳钢板表面制备硼铁合金化处理方法

摘要

本发明涉及在低碳钢表面硼铁合金化涂层处理方法，综合了金属涂层的表面处理技术、纳米制备方法及钢板表面合金化等热点研究领域。先通过机械研磨法和超声处理等技术相结合制备纳米涂料，在低碳钢表面喷涂富硼纳米涂料。H2还原气氛下，涂层中纳米Fe2O3被还原生成新生态的Fe原子，其具有较高的活性，不断攻击FeB使之在金属表面生成Fe2B相。Fe2B具有硬度高，韧性好，耐蚀性高，与基板膨胀系数小等优点。另一部分被还原出的金属Fe原子溶入基体中，增强了硼合金化层与基体的结合力，均匀性也得到大幅度提高，从而对低碳钢表面进行了改性。本发明方法有效地提高了低碳钢的耐腐蚀性能，表面显微硬度，断裂强度等性能，而且还有效地解决了传统渗硼中存在的高温，热处理时间长等问题。

主权项

一种基于纳米技术低碳钢表面硼铁合金化涂层处理方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：  (1) 将欲处理的低碳钢板经无水乙醇、丙酮和去离子水依次超声清洗，干燥后备用；(2) 纳米硼铁涂料的制备：采用机械球磨法，将市售FeB粉与分析纯Fe2O3按一定摩尔比均匀混合后放入球磨罐中，加入一定量的EtOH控制一定的液固比，球磨数小时；制备工艺参数如下：FeB：Fe2O3= 1: (1~4)（摩尔比）；粉体：EtOH= 15:80 （质量比）；球 磨 时 间= 20~30h；最终制得纳米硼铁涂料；(3) 将上述制得的纳米硼铁涂料均匀地喷涂于处理好的低碳钢表面，自然干燥后，在管式电阻炉中氢气氛围下进行热处理，其工艺参数如下：温度：700~1000℃；升温梯度：10℃/min； 热处理时间： 2~8h；降温梯度： 炉冷;H2气流量为： 150~200mL/min。