1、PDF原文：http:/ 5000 字 外文翻译 硼化物涂层的滑动和磨粒磨损行为 （ C. Martini, G. Palombarini, G. Poli, D. Prandstraller） Institute of Metallurgy, University of Bologna, Viale Risorgimento 4, Bologna 40136, Italy 摘要 由 Fe2B 单内层和外层的 FeB 所构成的多相硼化物涂层 对铁和经渗碳处理的中碳钢有着深远的影响。 根据滑动和磨损试验条件 对 样本的硼摩擦学行为进行了
2、研究 。 发现不 同地区的涂料的磨损率 有很大的 不同 。 铁硼化物晶体秩序 解释了这些差异的原因。 薄，易碎的涂料层构成的无序晶体 对 两种类型的抗磨损 行为影响不大。 然后，构成 Fe2B 单紧凑，高度有序的晶体 的地区 阻力增加 到 最高值 。 耐干滑动样本的硼优于通过提交替代表面处理样本资料（如气体氮化）和 含 量 较低的 aWC 钴硬质合金涂层。 关键词 ： 硼 ；铁；钢；滑动摩擦；磨粒摩擦；择优取向；晶体秩序； 1 导言 日益增加的需求 与 令人满意的电阻材料磨损 与 腐蚀 性能 促进了迅速扩张表面改性领域技术 的发展。事实上， 在许多应用中，
3、这 服务生活的组成部分是由表面特性 所决 定的 。在 这重要的 热化学处理的钢种扩散的 领域 ，如碳 、 氮和硼，硼处于一种特殊地位 。一方面，即使在超过 20 个全球行动纲领，以及高耐磨性 ，经热化学处理的硼化物涂层涂料使普通钢材有了很高的硬度。 硼钢构件在机械工程和汽车几个摩擦学性能优良的工业 中有很广泛的 应用 。 值得注意的是，最好的结果是由粘固获得，即工序使用含有粉末的混合物进行硼化组件（如碳化硼），活化剂（通常 KBF4），并最终加入稀释剂以控制潜在的硼化 方法。然而，相对于气相 渗硼 ， 粉末渗硼在 工业生产过程 中 ：（一）比较复杂，费时和昂贵，（ 二 ）不适合过程控制和自动化
4、 ， 这种 状况妨碍了充分传播渗硼处理 工艺 。 努力 加快 工业气体渗过程的进展，就双方的加工条件和组成，硼化物层的孔隙度控制的主要问题加以解决，特别是， 对等离子体 及有关金属表面的相互作用机制 缺乏了解 。 比如， 硼化物涂层制作了两个中碳钢等离子辅助化学气相沉积法在 833K 采用 BCl3 与 H2混合气体与 Ar 稀释，只有几微米厚， 这两种渗硼层都很不好。 另一方面，在汽车发动机的 油泵驱动齿轮磨损性能的 试验中 ，一个类似混合气体等离子体渗 硼 被发现与包渗硼相若 。 然而，获得单相层需要渗 硼 热处理，即涂层 由含量 较少但 脆性不大的 硼化物 Fe2B 单铁 组
5、成。 试图代替硼卤化物和允许种植单一 Fe2B 单相层高达 10 微 米厚的一中碳钢，任何进一步的发展有机前体乙硼烷硼体 的方法 正由 渗 碳的不利 因素所影响。仅由 未经处理的样品 对 这些硼化物层的摩擦学性能进行了评价 。 在 摩擦学行为 上已经做了很多工作 ，特别是在非常不同的测试条件研究不同组成硼钢的耐磨性 。 主要 问题 集中在两个硼化物涂层独特的特点 ： （一）硬度高，这将提供一个高耐磨性 ； （ 二 ）柱状形态，这是一个涂层与基体之间良好的附着力要求 。很少 致力于澄清损害的磨损机制，特别是涂层内铁的硼化物晶体取向的作用 。 众所周知，事
6、实上，这热渗可引起铁硼化物 Fe2B 单（四方）和硼（正交），一般都展示了强大的（ 0 0 2）择优取向 。基合金成分 对 质地强度 有显著的 影响 ， 作为一种合金元素的扩散，从基底涂层和 改变 涂层与基体的 性质来改变材料性能。 另一方面，有人指出，最外层几微米的硼化物涂层厚度地区晶体学紊乱，因此，应该 通过硼化物的表面处理来 消除 它。 本工作的目的是调查对钢铁生产的粘固硼化物涂层的耐磨性和 滑动 ，特别是关于铁的硼化物晶体取向的影响，磨料磨损率的条件，测试。 图 1 滑块的示意图上缸摩擦计 2 实验细节 2.1 材料和加工工艺 阿姆科铁
7、皮（ 99.9纯）和中碳钢（ 38 NiCrMo 4） 统一在 1000 摄氏度 真空退火， 用600 粒度碳化硅砂布纸 表面抛光， 然后在 850C 渗 硼 15 小时 并 使用粉末混合组成的碳化硼（ 20）， KBF4（ 10）和碳化硅（平衡）。 用 纯铁以便 分析 合金的基体 和 元素硼化物涂层之间的元素扩散。 该硼化培养基组成，适用于多相涂料增长，由一个 Fe2B 单内层和外层的硼组成。 样本的硼特点 被改变依靠光 （奥姆手段）和扫描电子显微镜（ SEM）中， X射线衍射分析（ XRD）和显微硬度测量（ MHV） 。 X射线衍射分析利用计算机进行控制的测角仪和 Co、 Kr
8、射线。 铁的硼化物晶体学织构从外表面不同深度逐渐变薄与层涂层的层清除技术进行了评估 。 通过对交叉涂层厚度截面金相与通常的技术准备，使用传统的维氏压头和 0.5载荷 ，对材料的显微 硬度进行了测量 。 滑动条件下的比较试验，中碳钢，也是在 570摄氏度 氮化气体（总深度处理鈭毫米）或 10微 米的硬铬涂层（硬度 67-68HRC）的厚层。 一个 M 35工具钢（成分 C 0.8，铬 3.75，钼 5.0之间， 6.10，第五 2.05，钴 5.0），其硬金属层涂布（硬质合金有限公司 18，硬度 88HRA）存放于空气等离子喷涂（ APS）的 技术，被选作参考，高耐磨材料
9、。 2.2 摩擦学测试 干滑动进行了测试，采用计算 机控制 滑块上缸摩擦计（图 1）。固定滑杆由 研究中 的材料在（ 5 毫米 5 毫米 50 毫米）棱柱形式 构成。 该 构件 材料是氧化铝陶瓷涂层的组成（ 重量比 87）和二氧化钛（洛氏硬度 = 60，表面粗糙度 Ra = 0.5 微 米），沉积在旋转圆筒。这些测试下进行了 5 和 25N 和外加负载，滑动速度 0.18ms - 1，滑动距离达 5公里，在室温下（ 20-25C） 和 在实验室的空气，（在相对湿度范围 50 -60）。双方摩擦磨损性和制度（即两个滑块和气缸磨损 累计）的连续测量了一弯曲载荷单元的手段和位
10、移传感器，分别被作为滑动距离函数记录。在每个测试结束时，磨痕深度为两滑块和气缸测量了 表面 轮廓的方法（ 传感器 曲率半径， 5 微 米），垂直记录线配置的磨痕。 采用微型磨损试验机（流动卫星通信系统） 对 硼化物的涂层耐磨损进行了评估，它是基于缩孔几何 效应。 球的反 转， 在小磨料粒子的存在扁试样旋转产生一种强加在材料球面几何磨损陨石坑。 基本上包括钻机，如图 2 所示 ， 马氏体钢硬球，（半径为 R = 12.7 毫米，硬度 HV 1000）对下研磨浆的调查样本轮换的存在（ SiC 水悬浮颗粒浓度的初步规 模 4-5微米 ， 0.75 克厘米 -3），维护和地区的联系，通过一个缓慢的补充不断滴饲料（ 0.25 立方厘米分钟 -1）。 图 2 示意图球缩孔微量磨损试验机
