第37卷第9期Vol.37No.92012年9月HEATTREATMENTOFMETALSSeptember201245钢耕作部件表面渗硼处理及耐磨性邢泽炳，翟鹏飞，张晓刚(山西农业大学工学院，山西太谷030801)摘要:对45钢耕作部件表面渗硼，并淬火和高温回火处理，分析其耐磨性。结果表明，45钢渗硼后得到约50μm厚的由Fe2B和FeB组成的渗硼层，渗硼层与基体呈冶金结合，组织致密，耐磨性得到提高。经淬火处理，表面硬度达1400HV0.2，耐磨性最好。关键词:45钢;耕作部件;渗硼;耐磨性:TG174.44文献标志码:A:0254-6051(2012)09-0113-04Surfaceboronizingandwearresistanceof45steeltillagepartsXINGZebing，ZHAIPengfei，ZHANGXiaogang(SchoolofEngineer，ShanxiAgricultureUniversity，TaiguShanxi030801，China)Abstract:Wearresistanceof45steeltillagepartsafterboronizing，quenchingandhightemperaturetemperingwastested．Theresultsshowthatafterboronizing，the50μmthickboronizedlayercouldbeobtainedanditiscomposedofFeBandFe2Bphase．Thelayerismetallurgicalbondingwithmatrix，andthewearresistanceisimproved．Thesurfacemicrohardnessofthelayertreatedbyquenchingcouldbereached1400HV0.2，andthewearresistanceisthebest．Keywords:45steel;tillageparts;boriding;wearresistance耕作部件工作时与泥土、砂石、树根以及杂草等接触，主要的失效形式为断裂和磨损，其中尤以磨损为［1］［2］，一般情况下，普通犁铧在粘性土壤主。据统计中作业寿命为20～35hm2/片，而在沙土中作业寿命仅为3.3～5.5hm2/片。磨损以后的耕作部件牵引阻力增大、油耗增加、工作效率降低，作业质量下降，成本提高。因此，耕作部件在选材的时候，除了满足材料具有一定的韧性，以免发生断裂以外，更应提高材料的耐磨性。表面化学热处理是提高材料表面性能的重要手［3］段，广泛应用于要求耐磨、耐蚀等场合。渗硼主要是通过含硼原子的活性剂，加热以后分解出活性硼原子，利用浓度梯度使硼原子从工件表面向里扩散，在工件表层一定范围内形成渗硼层，提高工件表层的硬度、［3-4］。由于渗硼工艺简单，成本较低，已耐磨和耐蚀性应用于齿轮、轴类零件等要求耐磨的零件中。但在耕作部件土壤条件下，零部件的使用还未见相关报道。本文选择45钢渗硼，并进行炉冷、淬火和高温回火热处理，分析试样组织和耐磨性，研究渗硼处理作为入土耕作部件材料应用的可能性。1试验材料及方法45钢均选用热轧退火态棒材，截取并铣成10mm×10mm×20mm的块体材料，表面经800号砂纸打磨并抛光后，用汽油清洗表面油污，放入渗硼箱中进行处理。渗硼剂采用洛阳龙门渗剂厂生产的LSB-1型固体渗硼剂，粒度为0.5～2mm。处理时先在渗硼箱底部铺15mm厚的渗硼剂，再等间距摆放试样，试样间保持20mm以上的距离。渗硼工艺采用900℃保温5h，然后对渗硼层进行热处理，具体工艺为:渗硼后炉冷至850℃保温20min直接淬火，在600℃保温2h高温回火，每一阶段均保留一组试样，供组织和性能分析。采用QUANTA200型扫描电镜进行磨损表面和组织的微观分析。使用D8常规X-ray衍射仪进行渗层的物相分析。使用CMM-15E光学显微镜观察试样的显微组织，用HV-1000型显微硬度计测量试样的表面硬度，载荷砝码200g，取3次测量的平均值。用ML-100磨粒磨损试验机进行磨损试验，磨损试验机工作原理如图1所示，摩擦盘上覆盖600号标准砂纸。各试样规格一致，使用分析天平(精度0.1mg)记录各试样每磨500圈后的磨损质量。收稿日期:2012-04-27基金项目:山西省科技攻关计划项目(20100311060)作者简介:邢泽炳(1974—)，男，山西忻州人，副教授，博士，主要从事材料摩擦磨损方面的研究。E-mail:xingzebing@yahoo．com．cn2试验结果与分析45钢属中碳优质碳素结构钢，轧制状态组织由铁素体和珠光体组成，其中铁素体含量约占43%。渗硼114第37卷图1磨损试验机工作原理图Fig．1Principlediagramofweartestingmachine以后在45钢表面形成渗硼层，通过铁硼合金相图可以看出［5］，室温下硼原子在α-Fe中的溶解度几乎为零，所以渗入表层的硼原子主要以化合态的形式存在，当硼含量为8.83%时，首先生成Fe2B，当硼含量超过16.23%时...