共渗材料由W 下重量分数的原料制成：棚砂58份、NaF9份、K2CO3IO份、V2O59份、化2〇33份、侣粉6. 5份、 RE4. 5 份。
[0035] N-C预渗：用500#、1000#、2000#、3000#的砂纸依次打磨45钢试样，随后依次用丙 酬、酒精和水清洗掉样品。采用J-2型基盐对45钢进行预渗N-C，工艺为：570°CX4h，油 冷。将预渗N-C试样的疏松层抛掉，然后依次用丙酬、酒精和水清洗掉预渗样品。
[0036] 化-V-RE共渗：将电阻炉升溫至850°C，开始加入棚砂；间隔lOmin将NaF和KzCA 混合加入棚砂中，调节棚砂流动性。间隔lOmin后将V2O5和化2〇3混合加入棚砂中，揽拌之 后压入侣粉包（侣粉易燃需用侣锥包裹）还原出V205和化2〇3中的V、化原子。间隔lOmin后加入稀±，稀±在盐浴中可W起到加速化学反应的进行，提供更多的活性原子，并可加速 活性原子的扩散。间隔lOmin将烙盐揽拌均匀加入试样，升溫至950°C，保溫化之后取出油 冷，随后用至于沸水中清除附在试样表面的残盐。
[0037] 回火：最后将经过共渗处理后的式样放入空气炉子中进行化的550°C两次回火。
[0038] 将经过N-C预渗、化-V-RE共渗和回火处理后的试样依次用丙酬、酒精和水清洗。 分别测定N-C-化-V-RE多元共渗层从表面至基体的显微硬度和观察用5%硝酸酒精溶液腐 蚀后的组织形貌。
[0039] 实施例4
[0040] 用于45钢表面强化的N-C-化-V-RE多元共渗材料，所述的化-V-RE共渗材料由W 下重量分数的原料制成：棚砂64份、NaF12份、K2CO3I3份、V2O5I2份、化2〇34份、侣粉9份、 RE6份。
[0041]N-C预渗：用500#、1000#、2000#、3000#的砂纸依次打磨45钢试样，随后依次用丙 酬、酒精和水清洗掉样品。采用J-2型基盐对45钢进行预渗N-C，工艺为：570°CX4h，油 冷。将预渗N-C试样的疏松层抛掉，然后依次用丙酬、酒精和水清洗掉预渗样品。 阳0创化-V-RE共渗：将电阻炉升溫至850°C，开始加入棚砂；间隔lOmin将NaF和KzCA混合加入棚砂中，调节棚砂流动性。间隔lOmin后将V2O5和化2〇3混合加入棚砂中，揽拌之 后压入侣粉包（侣粉易燃需用侣锥包裹）还原出V205和化2〇3中的V、化原子。间隔lOmin 后加入稀±，稀±在盐浴中可W起到加速化学反应的进行，提供更多的活性原子，并可加速 活性原子的扩散。间隔lOmin将烙盐揽拌均匀加入试样，升溫至950°C，保溫化之后取出油 冷，随后用至于沸水中清除附在试样表面的残盐。
[0043] 回火：最后将经过共渗处理后的式样放入空气炉子中进行化的550°C两次回火。
[0044] 将经过N-C预渗、化-V-RE共渗和回火处理后的试样依次用丙酬、酒精和水清洗。 分别测定N-C-化-V-RE多元共渗层从表面至基体的显微硬度和观察用5%硝酸酒精溶液腐 蚀后的组织形貌。 W45] 图4、图5和图6分别为45钢经过实施例2、实施例3和实施例4的N-C-化-V-RE多元共渗处理，并用5%硝酸酒精溶液腐蚀之后的组织形貌。综合比较可知，实施例3的渗 层致密且连续性好，共渗效果最好。由此表明，45钢在由重量分数的棚砂58份、NaF9份、 K2CO3IO份、V2O59份、化2〇33份、侣粉6. 5份、RE4. 5份原料制成的化-V-RE共渗材料下的 N-C-Cr-V-RE多元共渗效果最好。
[0046] 图7为实施例3的N-C-化-V-RE多元共渗层物相分析图谱。由图7可知，渗层中 主要含有化N，VN，VC，VfA，VsC,等化其中化N能提高渗层硬度和抗腐蚀性能，饥的氮碳化 物则能提高渗层的耐磨性、耐腐性、初性、强度、延展性和硬度W及抗热疲劳性等综合性能， 共渗层中的运些物相使渗层具有了较优越的性能。
[0047] 图8中的曲线曰、曲线b和曲线C分别为45钢经过实施例3、实施例2和实施例4 的N-C-化-V-RE多元共渗处理后由渗层至基体的显微硬度，由图8可知，曲线曰、曲线b和曲 线C的渗层硬度变化趋势一致，即从表面开始逐渐降低并过渡到基体硬度，且相同条件下， 实施例3的显微硬度即曲线a的硬度最高，表明其强度最高。 引实施例5
[0049] 取N-C-化-V-RE多元共渗试样、调质试样和氮碳共渗试样进行两个周期的单位磨 损量对比测试，测试结果如表1所示。对比表1的实验结果发现，多元共渗试样单位面积磨 损量最少，两个周期的总磨损量仅为11. 35mg/cm2,而调质试样的磨损量是它的16倍左右， 氮碳共渗试样的磨损量是它的13倍左右，可见经过多元共渗处理的试样表面耐磨性非常 好。
[0050] 表1N-C-化-V-RE多元共渗试样、调质试样和氮碳共渗试样的单位磨损量情况
[0051]
阳0巧实施例6
[0053] 取N-C-化-V-RE多元共渗试样和普通调质试样进行腐蚀失重及腐蚀速度测试，测 试结果如表2所示。实验中多元共渗试样主要腐蚀形式为轻微点蚀，而普通调质试样表面 腐蚀严重。由表2可知，无论是多元共渗试样还是普通调质试样，在10%H2SO4溶液中腐蚀 都比10%肥1溶液中腐蚀严重，且随着腐蚀时间的增长，腐蚀失重量增加。普通调质试样在 运两种酸中的腐蚀失重大概是多元共渗试样的5~6倍，可见多元共渗试样表面耐蚀性较 好。
[0054] 表2N-C-化-V-RE多元共渗试样和调质试样腐蚀及失重情况 阳化引
[0056]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可W被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和运里示出与描述的实施例。
【主权项】
1. 一种用于45钢表面强化的N-C-Cr-V-RE多元共渗材料，其特征在于，所述的共渗材 料包括以下两部分材料：J-2型基盐、Cr-V-RE共渗材料。2. 根据权利要求1所述的用于45钢表面强化的N-C-Cr-V-RE多元共渗材料，其特征 在于，所述J-2型基盐的由以下重量百分比的离子组成：M+44%~46%、CNO38 %~42 %、 (：02314%~18%，]\1+为恥+、1(+、1^ +的和。3. 根据权利要求1所述的用于45钢表面强化的N-C-Cr-V-RE多元共渗材料，其特征在 于，所述Cr-V-RE共渗材料由以下的原料制成：硼砂、NaF、K2C03、V205、Cr203、铝粉、RE。4. 根据权利要求3所述的用于45钢表面强化的N-C-Cr-V-RE多元共渗材料，其特征在 于，所述Cr-V-RE共渗材料由以下重量份数的原料制成：硼砂52~64份、NaF6~12份、 K2C037~13份、V2056份、Cr2032~4份、铝粉4~9份、RE3~6份。5. 根据权利要求3所述的用于45钢表面强化的N-C-Cr-V-RE多元共渗材料，其特征 在于，所述Cr-V-RE共渗材料由以下重量份数的原料制成：硼砂52份、NaF6份、K2C037份、 V2056 份、Cr2032 份、铝粉 4 份、RE3 份。6. 根据权利要求3所述的用于45钢表面强化的N-C-Cr-V-RE多元共渗材料，其特征在 于，所述Cr-V-RE共渗材料由以下重量份数的原料制成：硼砂58份、NaF9份、K2C0310份、 V2059 份、Cr2033 份、错粉 6. 5 份、RE4. 5 份。7. 根据权利要求3所述的用于45钢表面强化的N-C-Cr-V-RE多元共渗材料，其特征在 于，所述Cr-V-RE共渗材料由以下重量份数的原料制成：硼砂64份、NaF12份、K2C0313份、 V20512 份、Cr2034 份、铝粉 9 份、RE6 份。
【专利摘要】本发明公开了一种用于45钢表面强化的N-C-Cr-V-RE多元共渗材料，所述的共渗材料包括以下两部分材料：J-2型基盐、Cr-V-RE共渗材料，其中Cr-V-RE共渗材料由硼砂、NaF、K2CO3、V2O5、Cr2O3、铝粉和RE制成。经570℃×4h的N-C预渗，950℃×6h的Cr-V-RE共渗和550℃×2h回火处理后，45钢的渗层组织致密连续、耐腐蚀性强、硬度高，保证了塑料模具及各种机械零件耐腐蚀抗磨损的表面强化性能。本发明工艺简单，操作方便，热处理周期短，可控性强，弥补了单元渗金属或非金属性能不足的缺陷，应用前景十分广阔。
【IPC分类】C23C12/00, C21D1/18
【公开号】CN105331926
【申请号】CN201510744501
【发明人】庞祖高, 覃海泉, 韦世宝
【申请人】广西大学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月5日