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爐壓對氣體滲氮的作用

時間:2020-07-28? 來源:青島豐東熱處理 ?作者:青島豐東熱處理 點擊:2278次
        氣體滲氮一般以提高金屬的耐磨性為主要目的,因此需要獲得高的表面硬度。它適用于38CrMoAl等滲氮鋼。氮化處理滲氮后工件表面硬度可達(dá)HV850~1200。滲氮溫度低,工件畸變小,可用于精度要求高、又有耐磨要求的零件,如鏜床鏜桿和主軸、磨床主軸、氣缸套筒等。但由于滲氮層較薄,不適于承受重載的耐磨零件。
        氣體滲氮可采用一般滲氮法(即等溫滲氮)或多段(二段、三段)滲氮法。前者是在整個滲氮過程中滲氮溫度和氨氣分解率保持不變。溫度一般在480~520℃之間,氨氣分解率為15~30%,保溫時間近80小時。這種工藝適用于滲層淺、畸變要求嚴(yán)、硬度要求高的零件,但處理時間過長。多段滲氮是在整個滲氮過程中按不同階段分別采用不同溫度、不同氨分解率、不同時間進行滲氮和擴散。
        爐壓對氣體滲氮的作用有以下幾方面:
        1、提高爐內(nèi)氣壓可以增加零件表面的吸附量
        在顯微鏡下觀察金屬表面是凹凸不平的。從化學(xué)觀點看,這些尖角、凸出邊緣上的原子或離子,他們的化合價大部分沒有達(dá)到飽和,化學(xué)性質(zhì)最活潑,容易和外界的分子結(jié)合,這些部位稱為活性中心。金屬表面依靠未飽和化合價吸附氣體分子稱為化學(xué)吸附。此外,依靠引力吸附氣體分子,稱為物理吸附。不論那種吸附,根據(jù)物理化學(xué)原理,金屬表面所吸附的氣體量,由溫度和壓力決定。當(dāng)溫度恒定時,決定于氣體壓力。
        2、提高爐壓,增加氣體分子的動能
        氣體壓強是分子碰撞力的宏觀表現(xiàn)。當(dāng)爐壓提高時,氨氣分子的動能大大提高,對于克服金屬表面的各種障礙和阻力大有幫助,增加表面吸附量,促進界面反應(yīng)。
        3、提高爐壓可以提高界面反應(yīng)速率
        4、增高爐壓可以提高滲氮氣氛的活度
        5、提高爐壓可以提高狹縫、深孔、盲孔、小孔等的滲氮能力
        這些部位由于通氣截面小,氣體流動受阻造成氣體流速、流量減小,靠近管壁附近的氣體幾乎不流動,形成“粘滯流”管道中粘滯流的流量qν與氣體的密度和壓力梯度成正比。當(dāng)壓力提高時,氣體密度提高,壓力梯度也大幅度提高,從而促進這些部位氨氣的流量增加,提高滲氮能力。實踐證明提高壓力后,這些部位滲層優(yōu)良。
        以上理論,在生產(chǎn)實踐中得以驗證是正確的。

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