随着铁基粉末冶金零件向制造领域的深入，结构良好和轻质化的铁基粉末冶金产品越来越受到人们的青睐，但是粉末冶金材料特有孔隙的存在制约了其强度指标和摩擦学性能。因此改善表面性能( 如耐磨性、摩擦性、耐腐蚀性和抗氧化性) 的需求不断增加，导致了许多表面改性方法的发展，这些方法在决定许多工程部件的使用寿命方面起着重要作用。硼化是一种热化学表面硬化方法，是改善工程部件表面性能的有效方法之一。与其他硼化工艺相比，固体渗硼简单和具有成本优势。与其他常规表面处理相比，这种技术相对于传统表面处理的主要优点是高耐磨性和抗氧化性。对于铁基材料来说，硼化处理主要通过硼原子扩散到材料表面产生硼铁化合物层。取决于工艺温度、基体的化学成分和硼化的持续时间所造成的扩散的硼原子的浓度，硼化物层可以由四方Fe2B( 8wt% B) 和/或斜方晶 FeB( 16wt% B) 组成。通常，FeB 相的特征在于其较高的硬度和刚度，但与Fe2B 相相比具有较低的韧性。因此，硼化物层中存在 FeB 相是不可取的，因为它更脆，在暴露于高外部载荷时会引起剥落。
许多作者研究了渗硼表面的机械和磨损性能或耐腐蚀性。在最近的一项工作中，Medvedovski等人[10]研究了硼化物层(FeB+Fe2B)摩擦和腐蚀行为中共同作用的两种机制，发现硼化物钢的磨损和腐蚀损失明显低于裸化学镀镍和镀硬铬钢。L.Gutierrez-Noda等[11]用扩散硼处理AISI M2高速钢，在950℃处理6 h，硼化物扩散层达到50μ；m，与未处理样品相比，显微硬度提高了7倍，摩擦系数降低，磨损响应更好。然而，国内外对粉末冶金材料渗硼的研究很少，对铁基粉末冶金材料渗硼层高温摩擦磨损的报道也很少。因此，本文选择铁基粉末冶金材料作为基体，并对其表面进行渗硼处理，以进一步改善表面性能。本实验将烧结和渗硼处理合二为一，既降低了能耗，又避免了零件因二次加热而变形。然后，对其力学性能和高温摩擦磨损行为进行了评价。
1)渗硼后，样品表面形成均匀致密的硼化物层。随着烧结温度和保温时间的提高，硼化物层由明显的针状齿逐渐变得光滑，与基体的结合力降低。
2)烧结温度和保温时间与渗层厚度密切相关，二者的增加都会导致渗层厚度的增加。渗层中存在孔隙和孔洞，烧结温度越高，这种现象越明显。
3)烧结温度为850℃和950℃时获得单相渗硼层Fe2B，烧结温度为1050℃时获得双相渗硼层(Fe2B+FeB)。横截面的EDS分析和层表面的XRD分析支持这一结果。
4)渗硼后的试样在950℃烧结5 h，获得最佳的耐磨性和最低的摩擦系数。在高温摩擦磨损试验中，显微裂纹引起的脱层和氧化磨损是渗硼试样的主要磨损机制。在高温下，未渗硼的试样表现出严重的氧化和塑性变形。洛氏C附着力试验结果与高温摩擦磨损试验结果一致。
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