一種純鐵基板材表面合金化的機械滲入法的製作方法
2023-07-09 15:24:16 1
專利名稱：一種純鐵基板材表面合金化的機械滲入法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種純鐵基板材表面合金化的機械滲入法，屬黑色金屬純鐵基板 材表面合金滲入方法及應用的技術領域。
背景技術：
鐵是最重要的黑色金屬之一，工業純鐵是鐵材料中含鐵量最高的一種，含鐵 量大於99.5%，含碳量不超過0.04%，並含有矽、錳、磷、硫、鉻、鎳、銅、鋁 等少量元素；純鐵的晶粒較粗大，質地特別軟，其力學性能硬度、強度低，耐磨 性差、易損傷，使純鐵的應用受到了很大局限，但純鐵也具有化學成分穩定，純 度高，韌性好，電磁性能好等優點，由於其加工性、成型性和焊接性好，製造工 藝簡單，成本低等，所以利用其優點在機械工業中得到了廣泛的應用。例如作為 深衝材料製造產品的殼體機械零件等，還可用作電磁材料、研磨材料和提取微量 碳材料等多種技術領域。
為了提高和擴大鐵及純鐵的應用範圍、使用壽命，在鐵或純鐵基材料的表面 進行硬化、強化、合金化或化學熱處理，以提高純鐵基材料表面的密度、硬度、 強度、韌性；提高純鐵基材料表面力學性能的方法也有多種形式，例如表面化學 滲金屬法，表面合金化方法，表面沉積改性法等，使純鐵基材料表面生成化合物 層，從而提高表面性能；還有的採用雷射表面合金化法，電子束合金化法，離子 注入法等，但大都工藝複雜、設備昂貴、生產效率低，工業化應用受到了一定限 制，因此開發簡單易行的表面合金化法是十分重要的科研課題。
發明內容
發明目的
本發明的目的是針對現有技術的不足，在純鐵基板材表面採用機械滲入法， 在機械球磨罐中，以鎳粉為合金滲入材料，以軸承合金滾丸為機械滲入介質，經 高溫退火使純鐵基板材表面生成鐵鎳合金層固溶體，以大幅度提高純鐵基板材表 面的硬度、強度、耐磨性和耐蝕性。技術方案
本發明使用的設備、純鐵基板材、化學物質原料如下 振蕩式滾丸機主機、控制機 純鐵基板材Fe 100xl00xl0mm 軸承合金滾丸GCrl5 0>8mm±0.01mm
表面粗糙度Ra 0. 02-0.04pm
滾丸數量200粒±10粒 鎳粉Ni 粒徑《0.03mm 5g±lg 丙酮CH3COCH 1000ml士10ml
氬氣Ar 200000cm3±100cm3 砂紙粒度400
純鐵基板材機械滲入方法如下
(1) 、精選材料、化學物質
對使用的純鐵基板材、軸承合金滾丸、鎳粉、丙酮、氬氣要進行精選，並進 行形狀、尺寸、純度、精度控制
純鐵基板材含鐵量Fe》99.5%，方形體 軸承合金滾丸GCrl5含鉻量Cr 1.4~1.63% 球形誤差ASph《0.25pm 表面粗糙度Ra 0.02-0.04pm
鎳粉99.9% 丙酮99.9% 氬氣99.9% 砂紙沙粒均勻；
(2) 純鐵基板材退火
將純鐵基板材lOOxlOOxlOmm置於高溫真空退火爐中，進行高溫退火 真空退火爐真空度1X10—3Pa 退火溫度950°C±5°C 退火時間150min士10min
消除純鐵基板材表面內應力，穩定金屬表面金相組織結構；退火後關閉退火爐，純鐵基板材隨爐冷卻至常溫2(TC士3t:
(3) 研磨純鐵基板材表面 將退火冷卻後的純鐵基板材表面用400粒度的砂紙反覆打磨，打磨去掉純鐵
基板材表面氧化層，使純鐵基板材工作面表面粗糙度為Ra0.32-0.64nm;
(4) 清洗純鐵基板材表面 用丙酮清洗純鐵基板材表面，使之潔淨，然後晾乾備用；
(5) 清洗滾丸機的滾丸室
打開滾丸機滾丸室，用丙酮清洗滾丸室內壁、底部、頂蓋，使其潔淨；
(6) 超聲清洗軸承合金滾丸
將軸承合金滾丸<D8mm， 200粒，置於超聲波清洗器中，加入丙酮300ml， 超聲清洗30min,反覆清洗，使滾丸表面潔淨，清洗後晾乾備用；
(7) 置放安裝純鐵基板材
將打磨、清洗後的純鐵基板材安裝於滾丸室的頂蓋上，四角部用緊固螺釘固
牢；
(8) 放置軸承合金
將08mm的軸承合金滾丸160粒，置於滾丸室下部，滾丸與滾丸室的體積 比為3: 40;
(9) 關閉滾丸室
將裝有純鐵基板材、軸承合金滾丸的滾丸室，用密封條、緊固卡具和螺釘密 閉並固牢；
(10) 向加料箱加入鎳粉
打開滾丸室上部的加料箱，向加料箱加入鎳粉5g士lg，封閉加料箱；
(11) 滾丸室抽真空 將密封的滾丸室用真空泵抽取滾丸室空氣，並驅除存留氣體，時間15min，
使滾丸室處於真空狀態，真空度為lXl(T3Pa;
(12) 向滾丸室輸入氬氣
開啟氬氣瓶、氬氣閥，通過氬氣管向滾丸室輸入氬氣，輸入速度為 1000cmVmin;當滾丸室壓強值升至1X 102Pa時關閉氬氣瓶，停止輸氬氣，使滾 丸室壓強值處於1X 102 Pa的恆定狀態；
(13) 向滾丸室輸入鎳粉
打開加料箱底部的控制閥，將加料箱中的鎳粉送入滾丸室，鎳粉與滾丸室內的體積比為滾丸室體積滾丸體積鎳粉體積=400: 30: 1 ;
(14) 純鐵基板材表面合金化
(D開啟滾丸機，幵啟滾丸機電機變頻器，帶動振蕩器，使之振動，振蕩器
振蕩頻率為60次/s， 3600次/min，振蕩器通過振蕩杆，拉動杆，使滾丸室隨振 蕩器做勻速振蕩；
② 滾丸室內的滾丸隨振蕩器的振蕩做上下、左右轉動和跳動，轉動頻率為 60次/s，跳動頻率為60次/s，滾丸帶動鎳粉做間歇式循環撞擊純鐵基板材表面；
③ 滾丸在滾丸室內，在氬氣氣氛下，在壓強恆定為1Xl(^Pa狀態下，在滾 丸撞擊純鐵基板材表面的過程中，帶動鎳粉物理性滲入到板材表面，同時與基體 材料形成固溶體合金，並循環積累，當振蕩器振蕩100min時，當鎳粉分子滲入 到純鐵基板材表面0.12 mm時，即完成了純鐵基板材表面的合金化滲入；
④ 在滾丸帶動鎳粉撞擊純鐵板基材表面的過程中，滾丸室溫度由20'C升至 IO(TC，純鐵板基材溫度由2(TC升至18(TC，溫度的升高有利於鎳粉在純鐵基板 材表面的滲入並固溶，溫度由滾丸室溫度傳感器顯示溫度值，滾丸帶動鎳粉撞擊 純鐵板基材表面的時間為100min±5min;
(15) 隨滾丸室冷卻 純鐵基板材表面滲入鎳粉及合金化完成後，關閉滾丸機電機、振蕩器，滾丸
室在密閉狀態下，在氬氣保護下，使其隨滾內室冷卻至常溫20°C±3°C，冷卻時 間60min;
(16) 打開滾丸室，取出合金化後的純鐵基板材 開啟滾丸室，拆下合金化後的純鐵基板材，置於乾燥、潔淨環境；
(17) 清理純鐵基板材合金化表面
用400粒砂紙拋光清理純鐵基板材合金化表面，拋光後純鐵基板材表面粗糙 度為Ra0.32-0.64pm;然後用丙酮清洗純鐵基板材合金化表面，去除粘附在純鐵 基板材表面的鎳粉，露出合金化表層，使之潔淨；
(18) 純鐵基板材表面合金化後真空狀態退火 將合金化後的純鐵基板材置於真空退火爐內，在氬氣保護下進行真空退火處
理，真空退火爐真空度為1X102 Pa，氬氣輸入速率為200cm3/min，退火溫度為 600°C±5°C，退火時間為30min±2min，退火後鎳粉在純鐵基板材表面進一步固溶 和擴散，鎳與鐵合金化後成鎳鐵合金層；
(19) 檢測，分析、表徵、對比對合金化後的純鐵基板材表面和橫切面要進行色澤、合金成分、含量、合金 深度、強度、硬度的檢測、分析，表徵； 用X射線衍儀進行成分分析； 用輝光放電光譜儀進行濃度分析； 用掃描電鏡儀進行形貌分析； 用硬度儀進行機械性能硬度分析； (20)儲存，包裝
對合金化後的純鐵基板材要用軟質材料包裝，儲存於乾燥潔淨環境，要防水， 防潮、防氧化、防酸鹼侵蝕，儲存溫度2(TC士3X:，相對溼度《10%。
所述的純鐵基板材合金化是在滾丸機上進行的，在滾丸機的下部為底座2， 上部為密封蓋3，密封蓋3上部為壓蓋4，並由螺栓15， 16固定；底座2的下部 聯接振蕩簧7 ，振蕩簧7裝在簧座6上，簧座6下部為振蕩電機9，振蕩電機9 裝在電機座8上；在密封蓋3、壓蓋4上從左至右依次裝有氬氣管18、加料箱 12、壓杆座28、熱電偶23、真空管21，並伸入滾丸室5內；在壓杆座28下部 伸入滾丸室5並聯接基板10，基板IO上安裝純鐵基板材11，並由螺栓13、 14 固定；滾丸室5內裝有滾丸26、鎳粉25、並輸入氬氣27;氬氣管18通過氬氣 閥19聯接氬氣瓶17;真空管21通過真空閥22聯接真空泵20;加料箱12加入 鎳粉後由密封蓋29密封，並由控制閥30控制。
所述的純鐵基板材合金化，是在滾丸的振動狀態下、抽真空後的氬氣保護下 完成的，滾丸在滾丸室的振蕩頻率為60次/s、 3600次/min，滾丸攜帶鎳粉進行 不規則、間歇式、循環撞擊，鎳原子在滾丸撞擊下物理性滲入到純鐵基板材表面， 並積累，滲入層深度為0.12mm。
所述的純鐵基板材表面合金化是在氬氣保護下完成的，氬氣輸入速度為 1000cm3/min ,輸入時間為7.5min，輸入量為7500cm3， 滾丸室在氬氣氣氛中 的壓強值持續保持在1 X102 Pa。
所述的純鐵基板材表面合金化，在滾丸室使用的軸承合金滾丸直徑為 08mrn，表面粗糙度為Ra 0.02-0.04pm，球形誤差為ASph《0.25pm，滾丸數量160粒，鎳粉粒徑《0.03mm，鎳粉重量為5g±lg，滾丸室體積滾丸體積鎳粉 體積=400: 30: 1。
有益效果
本發明與背景技術相比具有明顯的先進性，它是在振蕩式滾丸機上，將純鐵 基板材固定在滾丸室的頂部，用軸承合金滾丸，在抽真空後的氬氣氣氛中，將滾 丸室內的鎳粉滲入到純鐵基板材表面，並形成合金化層，即鎳鐵合金層，然後經 真空爐高溫退火，使合金層固溶並消除內應力，純鐵基板材表面合金化層深度可
達0.12mm，含鎳量最高達到70%，其表面硬度可達1.2GPa,純鐵基板材的合 金化層與基體之間不產生新的界面，不會出現開裂、剝落等現象，合金化層金相 組織緻密性好，晶粒細化，此方法使用設備少，工藝簡單，不汙染環境，純鐵基 板材表面合金化後的機械性能、物理性能極為優良，可在多種工業領域應用，是 十分理想的純鐵基板材表面合金化的機械滲入法。
圖1為純鐵基板材表面合金化滲入鎳粉狀態圖
圖2為滾丸室滾丸振蕩滲鎳溫度與時間坐標關係圖
圖3為純鐵基板材表面合金化及高溫退火固溶後橫截面形貌圖
圖4為純鐵基板材表面合金化及高溫退火固溶後表面形貌對比圖
圖5為純鐵基板材表面合金化及高溫退火固溶前後合金元素濃度變化對比圖
圖6為純鐵基板材表面合金化及高溫退火固溶前後衍射強度對比圖譜
圖中所示，附圖標記清單如下
1、滾丸機，2、底座，3、密封蓋，4、壓蓋，5、滾丸室，6、簧座，7、振 蕩簧，8、電機座，9、電機，10、基板，11、純鐵基板材，12、加料箱，13、螺 釘，14、螺釘，15、螺釘，16、螺釘，17、氬氣瓶，18、氬氣管，19、氬氣閥， 20、真空泵，21、真空管，22、真空閥，23、熱電偶，24、合金層，25、鎳粉， 26滾丸，27、氬氣，28、壓杆座，29密封蓋，30控制閥。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明作進一步說明圖1所示，為純鐵基板材表面合金化滲入鎳粉狀態圖，滾丸機及配套使用的 氬氣瓶、真空泵、振蕩電機、振蕩簧等要位置正確，聯接牢固。
對製備所需的純鐵基板材、軸承合金滾丸、丙酮、氬氣、鎳粉要嚴格精選， 並進行形狀、尺寸、純度等的嚴格控制，以保證合金化方法的高精確性。
惰性保護氣體氬氣，既有保護氣氛，又有驅除其他有害氣體及物質的作用， 故輸送量一定要充足，要保證在輸氬氣過程中，滾丸室內壓強值持續保持在 lX102Pa，才可保證在機械滲入時合金化表面不被氧化。
滾丸室內的體積與滾丸量的體積、鎳粉體積的比例為400: 30: 1，以保證
滾丸帶動鎳粉在滾丸室內做不規則、循環跳動和轉動，並有一定空間，滾丸、鎳 粉過多會影響滾丸的跳動周期，過小會造成滾丸的撞擊頻率降低。
滾丸機的振蕩是十分重要的，振蕩頻率是60次/s， 3600次/min為佳，也可 視需要調整。
滾丸室在鎳粉機械滲入過程中溫度將會升高，由20'C升至10(TC，滲入完成 後，要在氬氣保護下，隨滾丸機冷卻至2(TC，然後再取出純鐵基板材。
圖2所示，為滾丸室合金化過程中溫度與時間坐標關係圖，溫度由20。C開 始升溫，即A點，升至10(TC，即B點，在此溫度進行合金化，即B-C區段， 然後隨滾丸機冷卻至2(TC，即D點。
圖3所示，為純鐵基板材表面合金化及高溫退火固溶後橫截面的形貌圖，圖 中可知鎳粉滲入到鐵基體內，為不規則滲入，溶合明顯、緻密性好，標尺單位 10pm。
圖4所示，為純鐵基板材表面合金化及高溫退火固溶後表面形貌對比圖，圖 中可知a圖為純鐵基板材表面滲入鎳粉後形貌圖，表面鎳粉為不規則排列，b 圖為高溫退火固溶後形貌圖，固溶體明顯，標尺單位20nm。
圖5所示，為純鐵基板材表面合金化及高溫退火固溶前後合金元素的濃度變 化圖，a、 b圖中可知，隨著合金化層深度的增加，合金元素鎳的含量由表面最 高約70%逐漸下降到120nm處的0，證明合金層深度為0.12mm。
圖6所示，為純鐵基板材表面合金化及高溫退火固溶前後衍射強度對比圖 譜，a、 b圖中可知縱坐標為衍射強度指數，橫坐標為衍射角26，合金化及固 溶前衍射峰低平，合金化固溶後有新的衍射峰出現，證明其機械物理性能明顯升 高。
權利要求
1、一種純鐵基板材表面合金化的機械滲入法，其特徵在於使用的設備、純鐵基板材、化學物質原料如下振蕩式滾丸機主機、控制機純鐵基板材Fe 100×100×10mm軸承合金滾丸GCr15 Φ8mm±0.01mm表面粗糙度Ra 0.02-0.04μm滾丸數量200粒±10粒鎳粉Ni粒徑≤0.03mm 5g±1g丙酮CH3COCH 1000ml±10ml氬氣Ar 200000cm3±100cm3砂紙粒度400純鐵基板材機械滲入方法如下(1)、精選材料、化學物質對使用的純鐵基板材、軸承合金滾丸、鎳粉、丙酮、氬氣要進行精選，並進行形狀、尺寸、純度、精度控制純鐵基板材含鐵量Fe≥99.5％，方形體軸承合金滾丸GCr15含鉻量Cr 1.4～1.63％球形誤差ΔSph≤0.25μm表面粗糙度Ra 0.02-0.04μm鎳粉99.9％丙酮99.9％氬氣99.9％砂紙沙粒均勻；(2)純鐵基板材退火將純鐵基板材100×100×10mm試樣置於高溫真空退火爐中，進行高溫退火真空退火爐真空度1×10-3Pa退火溫度950℃±5℃退火時間150min±10min消除純鐵基板材表面內應力，穩定金屬表面金相組織結構；退火後關閉退火爐，純鐵基板材隨爐冷卻至常溫20℃±3℃(3)研磨純鐵基板材表面將退火冷卻後的純鐵基板材表面用400粒度的砂紙反覆打磨，打磨去掉純鐵基板材表面氧化層，使純鐵基板材工作面表面粗糙度為Ra 0.32-0.64μm；(4)清洗純鐵基板材表面用丙酮清洗純鐵基板材表面，使之潔淨，然後晾乾備用；(5)清洗滾丸機的滾丸室打開滾丸機滾丸室，用丙酮清洗滾丸室內壁、底部、頂蓋，使其潔淨；(6)超聲清洗軸承合金滾丸將軸承合金滾丸Φ8mm，200粒，置於超聲波清洗器中，加入丙酮300ml，超聲清洗30min，反覆清洗，使滾丸表面潔淨，清洗後晾乾備用；(7)置放安裝純鐵基板材將打磨、清洗後的純鐵基板材安裝於滾丸室的頂蓋上，四角部用緊固螺釘固牢；(8)放置軸承合金將Φ8mm的軸承合金滾丸160粒，置於滾丸室下部，滾丸與滾丸室的體積比為3∶40；(9)關閉滾丸室將裝有純鐵基板材、軸承合金滾丸的滾丸室，用密封條、緊固卡具和螺釘密閉並固牢；(10)向加料箱加入鎳粉打開滾丸室上部的加料箱，向加料箱加入鎳粉5g±1g，封閉加料箱；(11)滾丸室抽真空將密封的滾丸室用真空泵抽取滾丸室空氣，並驅除存留氣體，時間15min，使滾丸室處於真空狀態，真空度為1×10-3Pa；(12)向滾丸室輸入氬氣開啟氬氣瓶、氬氣閥，通過氬氣管向滾丸室輸入氬氣，輸入速度為1000cm3/min；當滾丸室壓強值升至1×102Pa時關閉氬氣瓶，停止輸氬氣，使滾丸室壓強值處於1×102Pa的恆定狀態；(13)向滾丸室輸入鎳粉打開加料箱底部的控制閥，將加料箱中的鎳粉送入滾丸室，鎳粉與滾丸室內的體積比為滾丸室體積∶滾丸體積∶鎳粉體積＝400∶30∶1；(14)純鐵基板材表面合金化①開啟滾丸機，開啟滾丸機電機變頻器，帶動振蕩器，使之振動，振蕩器振蕩頻率為60次/s，3600次/min，振蕩器通過振蕩杆，拉動杆，使滾丸室隨振蕩器做勻速振蕩；②滾丸室內的滾丸隨振蕩器的振蕩做上下、左右轉動和跳動，轉動頻率為60次/s，跳動頻率為60次/s，滾丸帶動鎳粉做間歇式循環撞擊純鐵基板材表面；③滾丸在滾丸室內，在氬氣氣氛下，在壓強恆定為1×102Pa狀態下，在滾丸撞擊純鐵基板材表面的過程中，帶動鎳粉物理性滲入到板材表面，同時與基體材料形成固溶體合金，並循環積累，當振蕩器振蕩100min時，當鎳粉分子滲入到純鐵基板材表面0.12mm時，即完成了純鐵基板材表面的合金化滲入；④在滾丸帶動鎳粉撞擊純鐵板基材表面的過程中，滾丸室溫度由20℃升至100℃，純鐵板基材溫度由20℃升至180℃，溫度的升高有利於鎳粉在純鐵基板材表面的滲入並固溶，溫度由滾丸室溫度傳感器顯示溫度值，滾丸帶動鎳粉撞擊純鐵板基材表面的時間為100min±5min；(15)隨滾丸室冷卻純鐵基板材表面滲入鎳粉及合金化完成後，關閉滾丸機電機、振蕩器，滾丸室在密閉狀態下，在氬氣保護下，使其隨滾內室冷卻至常溫20℃±3℃，冷卻時間60min；(16)打開滾丸室，取出合金化後的純鐵基板材開啟滾丸室，拆下合金化後的純鐵基板材，置於乾燥、潔淨環境；(17)清理純鐵基板材合金化表面用400粒砂紙拋光清理純鐵基板材合金化表面，拋光後純鐵基板材表面粗糙度為Ra0.32-0.64μm；然後用丙酮清洗純鐵基板材合金化表面，去除粘附在純鐵基板材表面的鎳粉，露出合金化表層，使之潔淨；(18)純鐵基板材表面合金化後真空狀態退火將合金化後的純鐵基板材置於真空退火爐內，在氬氣保護下進行真空退火處理，真空退火爐真空度為1×102Pa，氬氣輸入速率為200cm3/min，退火溫度為600℃±5℃，退火時間為30min±2min，退火後鎳粉在純鐵基板材表面進一步固溶和擴散，鎳與鐵合金化後成鎳鐵合金層；(19)檢測，分析、表徵、對比對合金化後的純鐵基板材表面和橫切面要進行色澤、合金成分、含量、合金深度、強度、硬度的檢測、分析，表徵；用X射線衍儀進行成分分析；用輝光放電光譜儀進行濃度分析；用掃描電鏡儀進行形貌分析；用硬度儀進行機械性能硬度分析；(20)儲存，包裝對合金化後的純鐵基板材要用軟質材料包裝，儲存於乾燥潔淨環境，要防水，防潮、防氧化、防酸鹼侵蝕，儲存溫度20℃±3℃，相對溼度≤10％。
2、 根據權利要求1所述的一種純鐵基板材表面合金化的機械滲入法， 其特徵在於所述的純鐵基板材合金化是在滾丸機上進行的，在滾丸機的下部 為底座(2)，上部為密封室(3)，密封蓋(3)上部為壓蓋(4)，並由螺栓(15、 16)固定； 底座(2)的下部聯接振蕩器(7)，振蕩器(7)裝在器座(6)上，器座(6)下部為振蕩電 機(9)，震蕩電機(9)裝在電機座(8)上；在密封蓋(3)、壓蓋(4)上從左至右依次裝有 氬氣管(18)、加料箱(12)、熱電偶(23)、壓杆座(28)、真空管(21)，並伸入滾丸室 (5)內；在壓杆座(28)下部伸入滾丸室(5)聯接基板(10)，基板(10)上安裝純鐵基板 材(ll)，並由螺栓(13、 14)固定；滾丸室(5)內裝有滾丸(26)、鎳粉(25)、並輸入氬 氣(27);氬氣管(18)通過氬氣閥(19)聯接氬氣瓶(17);真空管(21)通過真空閥(22) 聯接真空泵(20);加料箱(12)加入鎳粉後又密封蓋(30)密封。
3、 根據權利要求1所述的一種純鐵基板材表面合金化的機械滲入法，其特 徵在於所述的純鐵基板材合金化，是在滾丸的振動狀態下，抽真空後的氬氣 保護下完成的，滾丸在滾丸室的振蕩頻率為60次/s，360次/min，滾丸為攜帶鎳 粉進行不規則、間歇式、循環撞擊下完成的，鎳原子在滾丸撞擊下物理性伸入 到純鐵基板材表面，並積累，滲入層的深度為0.12mm。
4、 根據權利要求1所述的一種純鐵基板材表面合金化的機械滲入法，其特 徵在於所述的純鐵基板材表面合金化是在氬氣保護下完成的，氬氣輸入速度 為1000cm3/min ，輸入時間為7.5min，輸入量為7500cm3， 滾丸室在氬氣氣氛 中的壓強值始終保持在1 X 102 Pa。
5、 根據權利要求1所述的一種純鐵基板材表面合金化的機械滲入法，其特 徵在於所述的純鐵基板材表面合金化，在滾丸室使用的軸承合金滾丸直徑為<D8mm，表面粗糙度為RaO. 02-0.0化m,球形誤差ASph《0.25nm，滾丸數量160 粒，鎳粉粒徑《0.03mm，鎳粉數量為5g士0.5g,滾丸室體積滾丸體積鎳粉體積=400: 30: 1。
全文摘要
本發明設涉及一種純鐵基板材表面合金化的機械滲入法，是在振蕩式滾丸機上進行的，將純鐵基板材固定在滾丸室頂部，在抽真空後輸入氬氣氣氛中，用軸承合金滾丸，將加入到滾丸室內的鎳粉機械滲入到純鐵基板材表面，並形成鐵鎳合金化層，合金層深度達0.12mm，含鎳量達60％，然後再經真空爐高溫退火，使合金進一步固溶，大幅度提高了純鐵基板材表面的強度、硬度、耐磨性和耐腐蝕性，硬度可達1.2GPa，純鐵基板材的基體與合金層不產生新的界面，不出現開裂剝落現象，合金層金相組織緻密性好，晶粒細化、此方法使用設備少，工藝簡單，不汙染環境，純鐵基板材表面合金化後機械、物理性能優良，可在多種工業領域應用，是十分理想的純鐵基板材表面合金化的機械滲入法。
文檔編號C21D1/773GK101591784SQ20091007463
公開日2009年12月2日 申請日期2009年6月1日 優先權日2009年6月1日
發明者侯利鋒, 劉增慶, 衛英慧, 杜華雲, 林萬明 申請人:太原理工大學