蕪湖人本合金有限責任公司

通過改變滲劑成分和載氣性質兩個參數,可以獲得鉻、鈦、釩等碳化物的單相沉積層。滲劑為鐵合金,其中含70～85％的滲入元素,其量視被滲元素的種類而定。滲劑顆粒相當粗(0.5～4mm),以免使用結合劑(填充劑)?；罨瘎槁然@,含量為0.5～1％。沉積碳化鈦時,以為載氣,而在其它兩種情況下,以氫為載氣。碳氫化合物(CH_4)的含量介于0.5～3％之間,視沉積鍍的類型而定。處理溫度以950℃左右為宜。滲層增長速度取決于碳在固溶體中的擴散速度,其本身與基材中的碳含量和形成碳化物的合金元素含量密切相關。沉積層為柱狀組織,表面粗糙度低(R_T=3～4μm)保持工件處理前的表面狀態。用0.05kgf載荷測得的碳化鉻層的維氏硬度值為HV2200左右,碳化鈦及碳化釩層為HV3700左右。施載時的硬度值變化與沉積層厚度及基材強度相關。在碳化鈦/碳化釩摩擦偶件的情況下,碳化鈦與碳化釩顯示出優良的摩擦特性。

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為了實現小批量連續化制備碳化釩粉末,以工業級V2O5和納米碳黑為原料,在常壓下氣保護的碳管爐中高溫反應得到了V8C7。采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、LECO碳氧分析儀對反應產物進行了分析。結果表明:碳化溫度為1 450℃時,可得到有序V8C7,但是雜質含量較高;提高溫度有利于粉末純度的提高,而不利于粉末的細化;終在1 600℃保溫4 h的條件下,制備出游離碳質量分數為0.31%、氧質量分數為0.69%、平均粒徑為2μm的V8C7粉末。

本文分析了碳化釩由無序相轉變為有序相轉變的熱力學問題,建立了基于碳化釩中不同類型鍵相互作用與熵值和自由能的函數關系,求解了碳化釩由無序相轉變為有序相轉變后碳原子和空位的有序度,結合粉末的DSC的測定曲線和XRD衍射分析表明:在T=1 515 K時,碳化釩粉末存在有序-無序相變,其具有一階相變特征,有序度將由0.23突變為0。