對(duì)于不經(jīng)加工直接使用的鑄件，可以采用鑄造表面合金化（或稱(chēng)涂覆鑄造）工藝，在鑄件的特定表面熔覆一層以硼化物為主要耐磨材料的硬化層，從而提高農(nóng)機(jī)耐磨鑄件的耐磨性。此技術(shù)可以在零件鑄造過(guò)程中形成硬化層，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)機(jī)抗磨鑄件的生產(chǎn)中。還可使農(nóng)機(jī)零件（如犁鏵、播種機(jī)的開(kāi)溝器等）形成硬度及耐磨性不同的表面，從而形成自磨刃，提高其入土性能。其他機(jī)械（如礦山、建筑等）要求耐磨的鑄件，也可以利用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行處理。
試驗(yàn)方法及材料利用膏塊涂覆法進(jìn)行試驗(yàn)研究，以硼鐵為供硼劑，鉻鐵為增強(qiáng)劑，另外加入一定量的熔合劑，將這些組分粉碎成100目后，按一定比例混合，用粘結(jié)劑調(diào)成糊狀。將型芯砂或石英砂用水玻璃混合均勻，按鑄鐵表面形狀大小填壓成一定厚度的膏塊，膏塊上插通氣孔，送入烘箱在100℃左右時(shí)進(jìn)行烘烤、硬化，用小刷子將已配置好的合金粉劑按不同厚度均勻地涂于膏塊表面，自然風(fēng)干5h，即可澆注使用。將做好的膏塊置于鑄型的底面或側(cè)面，基體為合金粉劑熔于鑄件表面，取出后冷卻。用71型顯微硬度計(jì)對(duì)硬化層進(jìn)行顯微組織觀察，用XJ-16型顯微鏡及其附件進(jìn)行顯微組織照相。
融合較差的主要原因在于鉻鐵的含量較高，由于鉻鐵熔點(diǎn)高，復(fù)合涂料層在形成過(guò)程中，需要的熱量也較多，但是鑄件的形成過(guò)程較短，再加上熱量的散失，使得該成分的融合質(zhì)量較差。另外還發(fā)現(xiàn)，熔合劑是熔點(diǎn)較低的金屬，在金屬中的含量很高，造成復(fù)合層分布厚薄不勻，影響鑄件的使用效果。而且在澆注過(guò)程中會(huì)使合金粉層塌陷。因此低熔點(diǎn)的熔合劑含量在2%～5%左右。這些熔合劑的存在，在澆入鐵水時(shí)，要先于合金粉熔化，這樣液體的熔合劑就包圍在合金粉粒周?chē)蛊浔砻嫒刍療Y(jié)，提高合金粉劑與鐵水的潤(rùn)濕性。
粘結(jié)劑對(duì)表面硬化層質(zhì)量的影響粘結(jié)劑要使合金粉劑能夠涂附在型腔壁或膏塊表面上，并在高溫鐵水的沖刷下，具有一定的強(qiáng)度，還能形成穩(wěn)定的毛細(xì)孔隙，這樣可保證高溫鐵水在毛細(xì)作用下，浸透整個(gè)合金粉層，從而形成質(zhì)量較好的復(fù)合硬化層.另外，毛細(xì)孔隙的存在，還可使?jié)沧⑦^(guò)程中形成的氣體逸出，不致在合金層內(nèi)形成氣孔。同時(shí)制作膏塊的粘結(jié)劑要使膏塊本身具有一定的強(qiáng)度，保證在澆注過(guò)程中不變形，或不被高溫鐵水沖散。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)用PVA作粘結(jié)劑效果最好，其次是氯丁酚醛膠。用水玻璃烘干后具有很好的強(qiáng)度，但它在澆注過(guò)程中容易分解成NaO，這些物質(zhì)又是造渣材料，由于鐵水的凝固時(shí)間較短，來(lái)不及浮出就固溶到合金層內(nèi)，形成夾渣。對(duì)于氯丁酚醛膠在高溫時(shí)因分解和燃燒，油膜被破壞而失去高溫強(qiáng)度，澆入鐵水后合金粉劑易被沖散，另外，氯丁酚醛膠燃燒產(chǎn)生大量氣體，若排氣不暢，易在鐵水和膏塊之間產(chǎn)生氣體層，使鐵水滲透能力下降，造成分層現(xiàn)象，致使合金層與母材結(jié)合不牢，或在合金層中形成氣孔。相對(duì)于氯丁酚醛膠，PVA的發(fā)氣量較少。另外，粘結(jié)劑加入量要適中，只有當(dāng)粘結(jié)劑加入量適中時(shí)，才能保證合金硬化層的質(zhì)量。但還是應(yīng)該盡可能減少粘結(jié)劑的加入量。
澆注溫度及粉劑粒度對(duì)硬化層質(zhì)量的影響澆注溫度對(duì)合金層質(zhì)量的影響最大，因?yàn)闈沧囟雀撸辖鸱勰┲g的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得充分，析出的活性硼原子多，而且高溫下的硼原子擴(kuò)散滲透能力強(qiáng)。另外，溫度越高，鐵水的粘度越小，流動(dòng)性越好，對(duì)合金粉層的浸透性越好，形成的氣體及渣能夠及時(shí)排出，從而形成質(zhì)量較好合金硬化層。若澆注溫度過(guò)低，膏塊得不到充分的熱量，加之流動(dòng)性差，滲透能力下降，鐵水不易與膏塊顆粒熔合，常出現(xiàn)夾渣，氣孔等缺陷。但澆注溫度也不能過(guò)高，過(guò)高會(huì)使膏塊發(fā)生變形，合金粉劑易被鐵水沖散，形成不了質(zhì)量均勻的表面合金層，還會(huì)使鑄件的其它部位產(chǎn)生氣孔、粘砂等缺陷。因此澆注溫度一般控制在1300合金粉劑的粒度也可影響硬化層質(zhì)量，粒度過(guò)小，毛細(xì)作用較差，鐵水的浸透能力很弱，這樣就會(huì)使合金層熔合不好。粒度過(guò)大，則可在合金層中形成硬質(zhì)顆粒，影響合金層的機(jī)械性能。在觀察該硬化層顯微組織時(shí)也發(fā)現(xiàn)了有圓角的硬質(zhì)顆粒夾雜物。實(shí)驗(yàn)證明，合金粉劑的粒度在100目效果較好。
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)將該技術(shù)應(yīng)用于磨米機(jī)輸送機(jī)構(gòu)的U形襯套鑄件生產(chǎn)中，在該鑄件內(nèi)壁表面上形成一層硬化合農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)金層，安裝到機(jī)械上進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，材質(zhì)為HT250的U形襯套生產(chǎn)100～150t米粉就磨損嚴(yán)重，必須更換。而內(nèi)壁有合金層的U形襯套（材質(zhì)也為生產(chǎn)了300t還能夠滿足其實(shí)用性能。耐磨性能提高了1倍以上，使用壽命延長(zhǎng)，且生產(chǎn)效率得到大幅度提高。
結(jié)論1）表面合金硬化層的質(zhì)量受到合金粉劑的組分及粒度、粘結(jié)劑、澆注溫度等因素的影響。
2）表面硼化物復(fù)合增強(qiáng)材料技術(shù)具有生產(chǎn)成本低，方法簡(jiǎn)便易行等特點(diǎn)，非常適用于農(nóng)機(jī)、礦山、建筑機(jī)械等耐磨鑄件的生產(chǎn)中。
