中碳钢膏剂渗硼工艺的研究+文献综述(7)
中碳钢膏剂渗硼中，渗层的影响因素主要有供硼剂，活化剂和还原剂。要考察供硼剂，活化剂和还原剂对渗层的影响，每个因素设置3个水平进行试验。
A因素是供硼剂（B4C），设A1、A2、A3三个水平；B因素是还原剂（活性炭），设B1、B2、B3三个水平；C因素为活化剂（KBF4），设C1、C2、C3三个水平。这是一个3因素3水平的试验，各因素的水平之间全部可能组合有27种 。如对于上述3因素3水平试验，若不考虑交互作用，可利用正交表安排，试验方案仅包含9个水平组合，就能反映试验方案包含27个水平组合的全面试验的情况，找出最佳的生产条件。
在试验安排中，每个因素在研究的范围内选几个水平，就好比在选优区内打上网格，如果网上的每个点都做试验，就是全面试验。正交设计就是从选优区全面试验点中挑选出有代表性的部分试验点来进行试验。如上例中，3个因素的选优区可以用一个立方体表示（图2.3），3个因素各取3个水平，把立方体划分成27个格点，反映在图2.3上就是立方体内的27个顶点及中点。若27个网格点都试验，就是全面试验。正交设计就是从这27个网格点中挑选有代表性的试验点来进行试验。
图2.3 正交试验模型图
图2.3中标有试验号的九个点，就是利用正交表L9(34)从27个试验点中挑选出来的9个试验点。即：
(1)A1B1C1 (4)A2B1C2 (7)A3B1C3
(2)A1B2C2 (5)A2B2C3 (8)A3B2C1
(3)A1B3C3 (6)A2B3C1 (9)A3B3C2
9个试验点均衡地分布于整个立方体内,有很强的代表性,能够比较全面地反映选优区内的基本情况。
（1）任一列的各水平都出现，使得部分试验中包括了所有因素的所有水平，任一列的各水平出现的次数相等；
（2）任两列的所有水平组合都出现，使任意两因素间的试验组合为全面试验，最大限度地排除了其他因素的干扰。
（3）由于正交表的正交性，正交试验的试验点必然均衡地分布在全面试验点中，具有很强的代表性。因此，部分试验寻找的最优条件与全面试验所找的最优条件，应有一致的趋势。
2.2.3 渗硼层厚度与显微硬度测定
（1）渗硼层厚度的测量计算公式[18]为：
（2）显微硬度测定：利用HVS-1000Z型自动转塔数显显微硬度计测量渗层显微硬度和显微硬度值随渗硼层距离的变化。测量前，先将标尺调零，测量时使用的载荷为200g，加载时间为10s。在测量的过程中，从渗硼层开始，经过过渡层，直至到达基体。测量每个显微硬度点的对角线长度，通过计算即可得到显微硬度值。再测量每个压痕与渗硼层最外端的距离，得到显微硬度值随距离的变化曲线图，进行分析对比。
3 实验结果与讨论
3.1 膏剂渗硼正交试验分析
对渗层的影响因素主要有3个：①供硼剂（C4B）；②活性炭；③活化剂（KBF4）。采用正交实验法分析3个因素对渗层影响的主次性，从而确定出最优化的工艺。试验因素的水平一般取2～4，本实验为3水平。选择正交表的原则是只要在试验因素的安排下，尽可能的选用小号正交表，所以选择L9(34)型标准正交表。表3.1为因素水平表。
表3.1 因素水平表
3水平 因素
A(C4B质量分数) B(活性炭质量分数) C(KBF4质量分数)
1 A1 B1 C1
2 A2 B2 C2