用扩散数学模型研究的硼化涂层表面生长

以下研究重点考察了在粉末包装硼化过程中，ASTM A681钢表面Fe2B涂层形成的动力学。研究测量了不同温度和暴露时间下的Fe2B涂层厚度，以确认硼化过程中的扩散控制生长机制。制定了五种不同的数学模型以确定Fe2B涂层中的硼扩散系数。理解硼化涂层的生长动力学至关重要，因为这有助于工业过程的优化和自动化。这确保了切削工具（如钻头和铣刀）上硼化涂层的高效和一致生产，因为其具有高硬度和耐磨性。通过五个数学扩散模型估计的Fe2B涂层的活化能值为209.8 kJ∙mol−1。采用X射线衍射技术识别铁硼化相的存在。还进行了摩擦学研究，以评估硼化（0.256）和未处理（0.781）样品的摩擦系数（COF），显示硼化涂层对耐磨性的正面影响达到300%。最后，对1223 K下处理3小时和1273 K下处理1.5小时的两个补充处理条件进行了经验验证，估计这两个条件的百分比误差约为2.5%。