一、預(yù)備處理確定原則
一般結(jié)構(gòu)鋼件用調(diào)質(zhì)處理,高溫回火溫度應(yīng)該比滲氮溫度高20度左右,保溫時間不宜過長;
對沖擊韌性要求低的工件,可以采用正火處理,但正火冷卻速度要快,斷面尺寸較大的工作不得采用正火;
38CrMoAl鋼應(yīng)采用調(diào)質(zhì),否則滲氮層中容易出再針狀氮化物,工模具鋼滲氮前應(yīng)淬火-回火處理,不得用退火;
對一些復(fù)雜和精密的零件,滲氮前可進(jìn)行一次或多次去應(yīng)力且緩慢升溫。
二、工作準(zhǔn)備
1.氣密性檢查:氮化前應(yīng)對加熱爐、氮化罐和整個氮化系統(tǒng)的管道接頭處進(jìn)行氣密性檢查,保證氨氣不漏和在管路中的暢通無阻。
2.工件工作面的拋光清潔:要求氮化的表面要經(jīng)過認(rèn)真的打磨及仔細(xì)的檢查,氮化表面應(yīng)無油跡、銹蝕、尖角、毛刺、碰傷和洗滌不掉的臟物;對于非氮化面要檢查防護(hù),涂層是否完整。
3.檢查漏氣:用酚酞試紙浸濕后放在懷疑的漏氣處,試紙變?yōu)榧t色就證明漏氣現(xiàn)象。
三、工藝規(guī)范的規(guī)定
1.滲氮溫度:
1.1常用500-530℃,能保證氮化物有較大的彌散度,硬度最高。
1.2隨滲氮溫度升高,滲層深度增加,而硬度顯著降低,大于550℃滲氮,多數(shù)鋼種的最高硬度低于1000HV。
1.3用兩段滲氮法,第二段的溫度常低于560℃。
2.滲氮時間:
2.1滲氮層隨時間的延長而增厚,初期增長率大,以后漸趨緩慢,一般滲速在0.01mm/h左右。
2.2隨保溫時間延長,氮化物聚集長大,硬度下降。溫度越高,時間越長,長大越厲害。
3.氨分解率:
3.1分解率為20 一40 %時活性氮原子多,零件表面可大量吸收氮
3.2分解率超過60 %則氣氛中的氫含量高達(dá)52%以上,將產(chǎn)生脫氮作用,此時不僅活性氮原子數(shù)量減小,而且大量氫分子和氮分子停滯于零件表面附近,使氮原子不易為表面所吸收,從而使
零件表面含氮量降低,滲氮層深度也減薄。
四、滲氮操作
1.升溫:升溫前應(yīng)通氨氣排氣,氨氣流量是正常流量的兩倍以上,對變形要求嚴(yán)格的,可采用階梯升溫,也可以使升溫速度小于50度/h。
2.排氣:一般邊升溫邊排氣,在150-200℃內(nèi)排空,在排氣過程中可以用PH試紙方法檢查爐罐及管道密封情況;排氣階段,不斷通入氨氣,使?fàn)t壓達(dá)到200-400Pa(U形管裝油),空氣不清除,不能點燃排氣管,在升溫階段氨分解率可達(dá)70%,爐氣中氨氣體積大于95%以上,可以減少氨氣流量。
3.保溫:當(dāng)溫度達(dá)到滲氮溫度后,調(diào)節(jié)氨氣流量,使氨分解率達(dá)到工藝所需要的范圍,爐壓控制在200-600Pa之間,每15-30分鐘測一次氨分解率。
4.冷卻:在滲氮結(jié)束段后,關(guān)閉排氣閥,減少氨流量,使氨分解率達(dá)到70%左右,保溫2小時,減少工件表面脆性;停電降溫,保持爐內(nèi)正壓,爐溫降到150以下出爐。
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