目前,香蕉視頻app連接:不銹鋼滲氮的方法較多,如氣體滲氮、離子滲氮、高頻滲氨、鹽浴滲氮、固體滲氨、真空脈沖滲氮等。其中,氣體滲氮和離子滲氮是較常用的滲氮方法。
1. 氣體(ti)滲氮
氣體(ti)滲氨就是將工件放人(ren)密閉的加熱爐內,通入一(yi)定壓力的含氨氣體(ti)(如氨氣等),保持一(yi)定時(shi)間(jian),從而(er)完成滲氮(dan)的工藝方法。
氣體滲氮溫(wen)度(du)(du)一般在480~570℃之(zhi)間。滲氮溫(wen)度(du)(du)越高。擴散(san)速(su)度(du)(du)越快(kuai),滲層(ceng)越深。但滲氨溫(wen)度(du)(du)超(chao)過550℃時(shi),合金氮化(hua)物發(fa)生集聚(ju)長大而(er)使滲層(ceng)硬(ying)度(du)(du)下降(jiang)。一般情況下,不(bu)銹鋼滲氨溫(wen)度(du)(du)都不(bu)太高。
保溫(wen)(wen)時間(jian)主(zhu)要決定(ding)于滲(shen)氨深度。保溫(wen)(wen)時間(jian)越長,滲(shen)氮層深度越厚(hou)。但保溫(wen)(wen)時間(jian)太長,會(hui)因合金氮化物集聚長大而使硬度有下降的趨勢。
氨(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)分解(jie)(jie)率(lv)(lv)(lv)(lv)對(dui)滲氮(dan)(dan)層的(de)(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)及性(xing)質有明顯的(de)(de)(de)(de)(de)影響。氨(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)分解(jie)(jie)率(lv)(lv)(lv)(lv)與溫度(du)(du)、壓力、氨(an)(an)氣(qi)輸入速度(du)(du)等條件(jian)有關(guan),太高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)分解(jie)(jie)率(lv)(lv)(lv)(lv),不能被(bei)工(gong)(gong)(gong)件(jian)吸收的(de)(de)(de)(de)(de)分解(jie)(jie)物(wu)會以N2和H2形(xing)式存(cun)在,有礙于滲氮(dan)(dan)效果(guo),隨(sui)著氨(an)(an)分解(jie)(jie)率(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)降(jiang)低(di),工(gong)(gong)(gong)件(jian)吸收的(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)量逐漸增加到(dao)最(zui)大(da)值(zhi),直至氨(an)(an)分解(jie)(jie)率(lv)(lv)(lv)(lv)降(jiang)低(di)到(dao)5%~10%時,分解(jie)(jie)物(wu)氮(dan)(dan)原子已(yi)滿足不了工(gong)(gong)(gong)件(jian)吸收,工(gong)(gong)(gong)件(jian)吸收的(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)量呈下(xia)降(jiang)趨(qu)勢,滲氮(dan)(dan)硬(ying)度(du)(du)降(jiang)低(di),也達不到(dao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)滲氮(dan)(dan)效果(guo)。所以,在實際(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)滲氮(dan)(dan)溫度(du)(du)、壓力條件(jian)下(xia),氨(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)分解(jie)(jie)率(lv)(lv)(lv)(lv)一般控(kong)制在15%~45%.不銹鋼中合(he)金(jin)元素含量高(gao)(gao),阻(zu)礙氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)吸收和擴(kuo)散,所以,不銹鋼滲氮(dan)(dan)時的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)應偏高(gao)(gao),氨(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)分解(jie)(jie)率(lv)(lv)(lv)(lv)也相(xiang)應提高(gao)(gao)。
氣體滲(shen)氮根據(ju)要(yao)求(qiu)的不(bu)同,有一段(duan)(duan)滲(shen)氮,二段(duan)(duan)滲(shen)氮,三段(duan)(duan)滲(shen)氮等方法。
一段(duan)滲氮是在(zai)同一溫度(du)條(tiao)件下(xia)(一般在(zai)480~530℃之間)保持較(jiao)長時間,在(zai)保溫時間內,依據滲氮溫度(du)適(shi)當控(kong)制氨的分(fen)解率,完成滲氮過程。
二(er)段(duan)(duan)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)是(shi)(shi)全部滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)過程分兩個階段(duan)(duan)完(wan)成(cheng)。第一(yi)階段(duan)(duan)的滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)溫度(du)(du)和(he)氨分解(jie)率(lv)相似于(yu)一(yi)段(duan)(duan)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)工藝,目(mu)的是(shi)(shi)在(zai)工件表(biao)面形成(cheng)高彌散度(du)(du)的氮(dan)化(hua)物(wu)。第二(er)階段(duan)(duan)的滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)溫度(du)(du)高于(yu)第一(yi)段(duan)(duan)的滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)溫度(du)(du)(一(yi)般在(zai)550~600℃).氨的分解(jie)率(lv)也高于(yu)第一(yi)段(duan)(duan)滲(shen)(shen)(shen)氨時的分解(jie)率(lv),目(mu)的是(shi)(shi)促進氮(dan)在(zai)鋼中的擴散,增加滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)層(ceng)(ceng)深(shen)度(du)(du),保證自表(biao)面向內層(ceng)(ceng)的氮(dan)濃度(du)(du)和(he)硬度(du)(du)變(bian)化(hua)趨于(yu)和(he)緩。因第二(er)段(duan)(duan)滲(shen)(shen)(shen)氨溫度(du)(du)稍高。所以,最(zui)終表(biao)面硬度(du)(du)低于(yu)一(yi)段(duan)(duan)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)的硬度(du)(du)。
三段(duan)滲氮(dan)是(shi)在二段(duan)滲氮(dan)后(hou),再加一(yi)段(duan)520℃左右(you)保溫(wen)滲氮(dan)的過程,目的是(shi)提高表面硬度。
不銹鋼常見的氣體滲氮(dan)工藝規(gui)范和滲氮(dan)效果見表7-2。

不銹(xiu)鋼氣體滲氮可能產(chan)生的缺陷及防止措施(shi)和(he)改進方法見表 7-3 。


2. 離子(zi)滲(shen)氮
離子滲氮就是將工件放在可形成真空的爐內,并通人含氮的氣體介質(一般通入氨氣),以工件為陰極,以爐壁為陽極(或另加輔助陽極),在陰-陽極之間加入高壓直流電源,在電場的作用下,氨氣被電離成氮、氫正離子,并快速沖向陰極(工件)在離子的轟擊下,工件被加熱到一定溫度。同時,氮離子從陰極奪取電子還原為氮原子,氮原子與工件表面被轟擊出的鐵原子結合,形成FeN沉積在工件表面上,在離子轟擊和熱激活作用下分解成Fe、Fe2N(ξ相)、Fe3N(ε相)、Fe4N(γ相)。隨著時間的延長,氮原子自工件表面向內擴散,完成離子滲氮過程。離子滲氮過程中,工件表面的反應原理見圖7-2, 2Cr13不銹鋼離子滲氮層見圖7-3, 0Cr18Ni9 不銹鋼與45鋼離子滲氮效果對比見圖7-4。

離(li)子滲氮對(dui)設備、介(jie)質(zhi)、電參(can)數、爐內壓力等都有較(jiao)嚴格的要求。
a. 離(li)子滲氮設(she)備
離子滲氮(dan)設備應滿足以(yi)下基本(ben)要(yao)求。
①. 設備應設置電壓、電流(liu)(liu)、溫(wen)度(du)、真空度(du)、氣(qi)體(ti)流(liu)(liu)量等指示儀表,有測溫(wen)裝置。
②. 供(gong)給設備的整(zheng)流輸(shu)出電壓應(ying)連續可調,在200V以上不產生突(tu)跳現象。
③. 設備有可靠的滅弧(hu)裝置。
④. 極限真空(kong)(kong)度不(bu)(bu)低于7Pa,抽真空(kong)(kong)時間(jian)不(bu)(bu)大于30min.
⑤. 在合理的(de)供氣流量下,應保證設(she)備的(de)工(gong)作真空度在70~1070Pa.
⑥. 升(sheng)壓率不大于1.3×10-1Pa/min.
b. 滲(shen)氮介質
滲氮介質可采(cai)用氨氣(qi)或氮氫混(hun)合氣(qi),要求其純(chun)度(du)高(純(chun)度(du)不低于99.9%)、含水量小、成分(fen)穩(wen)定,進入滲氮爐(lu)前(qian)應(ying)干燥處理。
氣體供應量與設(she)備功率(lv)、爐內空(kong)間、工件量等有關,100kW離子滲氮爐一般為0.3~0.5m3/h.
c. 電壓(ya)與電流
在(zai)滲(shen)氮(dan)保溫階段,極間電(dian)壓可在(zai)400~800V、電(dian)流可在(zai)25~50A范圍內調整(zheng)。調整(zheng)的(de)依(yi)據應考慮工件大小、裝爐量、工件易變形程度及要(yao)求的(de)升溫速度等(deng)因素。
d. 滲氮氣壓
離子滲(shen)氮常用(yong)氣壓范圍為100~1000Pa,選用(yong)壓力時應顧及溫(wen)度(du)均勻性和防(fang)止輝光不均勻。
e. 離子滲(shen)氮溫(wen)(wen)度和保溫(wen)(wen)時間
離子滲(shen)(shen)氮(dan)溫度和保溫時間根據工件材質及對(dui)滲(shen)(shen)層深度的(de)要求來(lai)考慮。
不銹鋼離子(zi)滲氮的主要(yao)工藝(yi)規范(fan)及(ji)效果見表7-4.


不銹鋼離(li)子(zi)滲(shen)氮常見缺(que)陷及解決辦(ban)法見表7-5.
f. 離(li)子(zi)滲氮(dan)件尺寸增量和變形
離(li)子滲(shen)氮較氣體滲(shen)氨的主要(yao)優點之一是變形小,但不是無變形,而一般情況下,經離(li)子滲(shen)氮后的滲(shen)氨表(biao)面不再加(jia)工(gong)(gong)(含磨削加(jia)工(gong)(gong)),所以,對尺寸(cun)精度(du)要(yao)求嚴或極(ji)易變形的工(gong)(gong)件(如(ru)薄壁(bi)環),應掌握離(li)子滲(shen)氨時(shi)可能(neng)產生(sheng)(sheng)的尺寸(cun)增(zeng)量和變形規(gui)律,必要(yao)時(shi),在滲(shen)氮前的精加(jia)工(gong)(gong)留量上(shang)予以合理考慮。表(biao)7-6提供(gong)的離(li)子滲(shen)氮尺寸(cun)增(zeng)量和可能(neng)產生(sheng)(sheng)的徑(jing)向(xiang)變形結果供(gong)參考。


