一种制备金属碳化物硬面涂层的方法及其应用

摘要

本发明涉及一种制备金属碳化物硬面涂层的方法及其应用，属钢铁材料表面化学热处理技术领域。本发明在熔融硼砂盐浴中，用B₄C粉末还原铁合金厂烟道灰(其中含钒、或铬、或钛、或铌的氧化物达83-87％)，使在盐浴中被加热的钢铁母材件上形成金属碳化物(为钒、或铬、或钛、或铌的碳化物)硬面涂层。这类涂层与母材结合牢固，涂层厚度15-25μm，涂层硬度为HV1600-3200，本硬面涂层具有抗磨性能和抗腐蚀性高和经济效益显著等优点。本发明的方法制备的金属碳化物硬面涂层，特别适用于作为抗磨性和抗腐蚀性要求高的工件或构件的硬面涂层。具有该类硬面涂层的工件，其连续工作寿命提高1-8倍。

主权项

1、一种制备金属碳化物硬面涂层的方法，其特征在于在由85％重的工业硼砂和15％重的工业氟化钠组成的熔融盐浴中，用工业纯B4C粉末，分别还原含83-87％金属氧化物的铁合金厂烟道灰，烟道灰中的金属氧化物为V2O5或Cr2O3或TiO2或Nb2O5，在盐浴中被加热的钢铁母材上，获得硬度达HV1600～3200，厚度为15-22μm的含VC或Cr3C2或TiC或NbC的硬面涂层；其中：1.1、形成碳化物涂层的还原剂为工业纯B4C粉末，B4C粉末粒度小于60目；1.2、金属碳化物涂层的工艺条件为；工件被加热到温度920-950℃，保温6-8小时后，然后把盐浴的温度调整到使母材钢淬火所必须的奥氏体转变温度下，视工件大小不同，保持5到15分钟，然后把工件从盐浴中取出并淬入油中，待工件在油中冷却后，放入沸水中煮沸，清除工件上的盐浴残留物，然后，再把工件放入箱式炉中回火；若母材钢为含碳量小于0.9％的中或低碳钢，则母材钢需经过预先渗碳，以保证形成碳化物所需的含碳量；1.3、B4C粉末和含氧化物的烟道灰构成制备金属碳化物涂层的活性添加剂，形成金属碳化物涂层所需的活性添加剂的加入量为：金属氧化物的加入量为硼砂熔融盐浴重的10％，烟道灰的加入量＝10％盐浴重/烟道灰中金属氧化物的含量；B4C加入量随制取碳化物涂层种类的不同而不同，当制取的涂层分别为VC、Cr3C2、NbC和TiC时，B4C的加入量分别为17.0％、16.6％、15.5％和20.7％。