[发明专利]一种中碳钢表面硼氮共渗改性层及其制备方法

权利要求书

1.一种中碳钢表面硼氮共渗改性层的制备方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：

步骤1：将氯化铵、硝酸铵和硼源溶于去离子水，得到复合电解液；

步骤2：以不锈钢金属槽为阴极，将预处理后的中碳钢置于复合电解液中作为阳极，采用阳极液相等离子体渗透方式进行电解处理，在中碳钢表面生成硼氮共渗改性层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中硼源为硼酸。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1中复合电解液中氯化铵的质量分数为8-12％，硝酸铵的质量分数为2-5％，硼酸的质量分数为4-6％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中中碳钢包括45#、40Cr、40CrMo、40CrNiMo。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中中碳钢的预处理过程为先碱洗，再打磨。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中电解的工艺条件为：温度为50-80℃，直流电流为3-8A，稳态电压为180-220V，稳态电压下电解时间为4-6min。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤2中电解的具体操作过程为：电解开始前，中碳钢与复合电解液接触面积为1-2mm²，通电后匀速提高电压，放电产生后，将中碳钢以每秒下沉1mm的速度直至其完全浸没在复合电解液中，继续提高电压至稳态电压，并于稳态电压下电解。

8.权利要求1-7任一项所述的方法制得的硼氮共渗改性层，其特征在于，它由硼氮共渗相和马氏体构成，硼氮共渗相含量由表面至基体平缓降低。

9.根据权利要求8所述的硼氮共渗改性层，其特征在于，硼氮共渗相包括Fe₂B相、FeB相和FeN_0.076相。

10.根据权利要求8所述的硼氮共渗改性层，其特征在于，Fe₂B相和FeB相为纳米级晶体结构。