以渗硼、渗钒为代表的化学热处理技术,能够有效地提高金属材料表面的硬度、摩擦学性能、红硬性等而受到广泛的运用。渗硼层厚度大但硬度较低,渗钒层硬度高但厚度很薄,限制了应用。硼钒共渗层因其高硬度、厚渗层、高界面结合力等性质,是一种理想的表面工程技术之一。本文创新性的提出以B₂O₃为基盐的以B₂O₃-Na F-Ba Cl2-V₂O₅-B₄C-La₂O₃为体系的新型硼钒共渗盐浴剂,并在42Cr Mo合金钢表面获得了优质的硼钒共渗层。所开展的主要工作和取得的原创性研究成果如下:研究了Na₂B₄O₇型和B₂O₃型两种共渗剂基盐的作用机理。利用B₂O₃代替常用的Na₂B₄O₇作为共渗剂的基盐,得到了很好的效果。B₂O₃型共渗剂能够在42Cr Mo合金钢表面形成胞状组织,和Na₂B₄O₇型共渗剂相比硬度提高了2.13倍,渗层厚度提高了1.6倍,表面结合力提高了2.8倍;Na₂B₄O₇基盐在高温下会分解出Na2O,会与V₂O₅分解出的V2O4反应,生成Na2O·V2O4,消耗了盐浴剂中的V2O4,致使硼钒共渗中[V]供应不足。而B₂O₃在高温下,能够很好的溶解V2O4,保证与B₄C充分反应,不仅能提供大量的[V]而且还能提供大量的[B]。研究了共渗剂组分含量对盐浴硼钒共渗的影响。结果表明:B₄C与V₂O₅摩尔比和B₄C+V₂O₅所占的质量百分比对硼钒共渗层具有较大影响;当B₄C与V₂O₅摩尔比小于a（1.3³.6之间某一值）时,渗层为VC层;当B₄C与V₂O₅摩尔比在a^b（4.1⁵.7之间某一值）之间,渗层为Fe2B单相组织,并且Fe2B柱状晶择优生长明显;当B₄C与V₂O₅摩尔比大于b值,渗层为Fe B相和Fe2B相。即使当B₄C与V₂O₅摩尔比超过b值,也可以通过降低B₄C+V₂O₅所占的质量百分比使渗层组织为单相Fe2B。研究了在共渗剂中添加La₂O₃对共渗层的影响。结果表明:在共渗剂中添加La₂O₃可以获得更耐磨,更高结合力,更厚的共渗层。适量的La₂O₃可以使表面更平滑,胞状组织边界弱化,而过量的La₂O₃则会使试样的腐蚀加剧,渗层质量下降;La₂O₃在试验中共起到三个作用:首先降低了共渗原子穿过吸附层的能量;其次催化了共渗剂中的化学反应,提高了[B]、[V]活性原子的浓度;最后起到催渗的作用,适量的La₂O₃可以增加渗层厚度。研究了共渗剂中的还原剂对共渗层的影响。结果表明:还原剂决定了共渗层的性质。还原剂Al在42Cr Mo合金钢表面获得是多孔状的VC层,Si C盐浴也只能得到较薄的VC层,而B₄C盐浴剂却可以形成硼钒共渗层;这是因为Al、Si C、B₄C作为硼钒共渗剂的还原剂还原活性[B],[V]原子的能力不一样。Al首先还原的是[V],其次还原[B]。Si C只能还原[V]。B₄C在共渗剂中能够同时得到活性[B],[V]原子。研究了硼钒共渗的过程。结果表明:在共渗初期,首先会在42Cr Mo表面形成一层VCx Oz化合物层,但随后该VCx Oz化合物层被破坏成片块状组织然后成颗粒状,最后Fe2B组织逐渐融合了VCx Oz颗粒,并在渗硼过程中驱动这些颗粒弥散在渗硼层外层,进而强化共渗组织。综上所述,本文较为全面的揭示硼钒共渗处理技术在42Cr Mo合金钢表面的作用效果和机理。