拡散の数学モデルを用いて研究したホウ化コーティングの表面成長

以下の調査は、粉末パックホウ化プロセス中にASTM A681鋼の表面でのFe2Bコーティング形成の動力学を検討することに焦点を当てました。本研究では、ホウ化過程中の拡散制御型成長メカニズムを確認するために、さまざまな温度と曝露時間でFe2Bコーティングの厚さを測定しました。Fe2Bコーティング内のホウ素拡散係数を決定するために、5つの異なる数学モデルが考案されました。ホウ化コーティングの成長動力学を理解することは、工業プロセスの最適化と自動化を促進するために不可欠です。これにより、ドリルやフライスカッターなどの切削工具に対して、ホウ化コーティングの高硬度と耐摩耗性を利用した効率的かつ一貫した製造が確保されます。Fe2Bコーティングの5つの数学的拡散モデルを用いて推定された活性化エネルギーの値は209.8 kJ∙mol−1でした。X線回折技術を用いて鉄ホウ化相の存在を特定しました。摩擦係数（COF）の評価が行われ、ホウ化されたサンプル（0.256）と未処理サンプル（0.781）の摩耗抵抗に対するホウ化コーティングのプラスの効果が300%であることが示されました。最後に、モデルは1223 Kで3時間、1273 Kで1.5時間の2つの補助処理条件に対して実証的に検証され、両条件のパーセンテージ誤差は約2.5%と推定されました。