[发明专利]一种纳米、纳微米碳材料增强超细晶粒表层组织的渗剂、制备方法和具有该表层组织的钢材

权利要求书

1.一种纳米、纳微米碳材料增强超细晶粒表层组织的渗剂，其特征在于：包括组分A和组分B，所述的组分A由纳米或者纳微米尺度的金刚石、碳纳米管、石墨烯和富勒烯中的至少一种成分组成；所述的组分B由纳米或者纳微米尺度的SiC、Si-Fe、B₄C、B-Fe、Al₂O₃、Cr、Cr-Fe、VC、V-Fe、Ti-Fe、TiC、WC 、ZrO₂、CBN和RE中的至少一种成分组成。

2.根据权利要求1所述的一种纳米、纳微米碳材料增强超细晶粒表层组织的渗剂，其特征在于：还包括组分C，所述的组分C由分散剂、活性剂中至少一种成分组成。

3.根据权利要求1所述的一种纳米、纳微米碳材料增强超细晶粒表层组织的渗剂，其特征在于：所述的组分A所占重量百分比为90~100%，所述的组分B所占重量百分比为0~10%。

4.根据权利要求2所述的一种纳米、纳微米碳材料增强超细晶粒表层组织的渗剂，其特征在于：所述的组分A所占重量比为80~95%，所述的组分B所占重量比为2~8%，所述的组分C所占重量比为1~12%。

5.一种纳米、纳微米碳材料增强超细晶粒表层组织的制备方法，其特征在于：将组分A和组分B进行混合分散，制备成混合浆料或混合粉体；将混合浆料或混合粉体敷着于工件待渗部位，涂覆后的工件置于真空环境或绝氧环境下加热处理和扩散若干小时，在工件表面形成超细晶粒的连续梯度表层；组分A由纳米或者纳微米尺度的金刚石、碳纳米管、石墨烯和富勒烯中的至少一种成分组成；组分B由纳米或者纳微米尺度的SiC、Si-Fe、B₄C、B-Fe、Al₂O₃、Cr、Cr-Fe、VC、V-Fe、Ti-Fe、TiC、WC 、ZrO₂、CBN和RE中的至少一种成分组成。

6.根据权利要求5所述的一种纳米、纳微米碳材料增强超细晶粒表层组织的制备方法，其特征在于：所述的加热处理时间为1-72小时，加热温度为900℃-1400℃，真空度为50Pa-100Pa。

7.根据权利要求5所述的一种纳米、纳微米碳材料增强超细晶粒表层组织的制备方法，其特征在于：所述的制备成混合浆料的方法为：

所述的渗剂中加入分散剂、活性剂，选择性加入乙醇或者基础油，充分混合和分散后制备得到混合浆料。

8.根据权利要求5所述的一种纳米、纳微米碳材料增强超细晶粒表层组织的制备方法，其特征在于：所述的制备成混合粉体的方法为：

所述的渗剂中加入固态分散剂、活性剂和乙醇，充分混合和分散，冷冻干燥去乙醇制备得到混合粉体。

9.根据权利要求5所述的一种纳米、纳微米碳材料增强超细晶粒表层组织的制备方法，其特征在于：所述的加热处理在真空热处理炉内进行加热，组分材料扩散到工件内后，调整到淬火温度进行淬火、回火。

10.根据权利要求5所述的一种纳米、纳微米碳材料增强超细晶粒表层组织的制备方法，其特征在于：涂覆后的工件在加热处理前，还要将涂覆工件掩埋于组分A内，加热后还需要进行冷却到200℃以下去除表面粉体，再进行淬火、回火。

11.根据权利要求5所述的一种纳米、纳微米碳材料增强超细晶粒表层组织的制备方法，其特征在于：涂覆后的工件在加热处理前，还要将涂覆工件置于装有扩散介质的密封容器内，将密封容器置于流化床内，对密封容器进行加热，再冷却去除工件表面粉体，再进行淬火、回火。

12.根据权利要求5所述的一种纳米、纳微米碳材料增强超细晶粒表层组织的制备方法，其特征在于：涂覆后的工件在加热处理后进行调质处理，调质处理后进行淬火。