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(dan)
氣(qi)體滲(shen)氨就(jiu)是(shi)將工(gong)件放(fang)人密閉的加熱爐(lu)內,通入一定(ding)壓力的含氨氣(qi)體(如氨氣(qi)等),保持一定(ding)時(shi)間,從而(er)完(wan)成滲(shen)氮的工(gong)藝(yi)方法。
氣體滲氮溫度一般在480~570℃之間。滲氮溫度越高(gao)。擴散(san)速度越快,滲層越深。但滲氨(an)溫度超(chao)過550℃時,合金氮化(hua)物發生集聚長大而(er)使(shi)滲層硬度下(xia)(xia)降。一般情(qing)況下(xia)(xia),不銹(xiu)鋼滲氨(an)溫度都不太高(gao)。
保(bao)(bao)溫時(shi)間(jian)主要決定于滲(shen)氨深度(du)。保(bao)(bao)溫時(shi)間(jian)越長(chang),滲(shen)氮層深度(du)越厚。但保(bao)(bao)溫時(shi)間(jian)太長(chang),會因合金氮化物集(ji)聚長(chang)大(da)而使硬度(du)有下(xia)降的趨勢(shi)。
氨(an)(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)解率對(dui)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)及性質有(you)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。氨(an)(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)解率與溫(wen)度(du)、壓(ya)力、氨(an)(an)(an)氣(qi)輸(shu)入(ru)速度(du)等條件有(you)關(guan),太高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)解率,不(bu)能被工(gong)件吸(xi)收(shou)(shou)(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)解物(wu)會以(yi)(yi)N2和(he)H2形式存(cun)在(zai),有(you)礙(ai)于滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)效果(guo)(guo),隨著氨(an)(an)(an)分(fen)(fen)解率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)降低,工(gong)件吸(xi)收(shou)(shou)(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)(dan)量逐漸增加到(dao)最大值,直至氨(an)(an)(an)分(fen)(fen)解率降低到(dao)5%~10%時,分(fen)(fen)解物(wu)氮(dan)(dan)(dan)(dan)原子已滿足不(bu)了工(gong)件吸(xi)收(shou)(shou)(shou),工(gong)件吸(xi)收(shou)(shou)(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)(dan)量呈(cheng)下(xia)(xia)降趨勢,滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)硬度(du)降低,也(ye)達不(bu)到(dao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)效果(guo)(guo)。所(suo)以(yi)(yi),在(zai)實際的(de)(de)(de)(de)(de)(de)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)溫(wen)度(du)、壓(ya)力條件下(xia)(xia),氨(an)(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)解率一般控(kong)制(zhi)在(zai)15%~45%.不(bu)銹鋼中合金元素(su)含量高(gao)(gao),阻(zu)礙(ai)氮(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)(shou)和(he)擴散(san),所(suo)以(yi)(yi),不(bu)銹鋼滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)應偏(pian)高(gao)(gao),氨(an)(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)解率也(ye)相(xiang)應提高(gao)(gao)。
氣體滲(shen)氮(dan)根(gen)據要求的不同,有一段(duan)滲(shen)氮(dan),二段(duan)滲(shen)氮(dan),三段(duan)滲(shen)氮(dan)等方法(fa)。
一段滲氮(dan)是在(zai)同一溫度(du)條件下(一般在(zai)480~530℃之(zhi)間)保持較長時間,在(zai)保溫時間內(nei),依據滲氮(dan)溫度(du)適當控制氨的分解率,完成滲氮(dan)過程(cheng)。
二段(duan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)是(shi)全部滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)過程分(fen)(fen)兩個階段(duan)完成。第(di)(di)(di)一階段(duan)的(de)滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)溫度(du)(du)和(he)(he)氨分(fen)(fen)解率相似(si)于(yu)(yu)一段(duan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)工藝,目的(de)是(shi)在工件(jian)表面形成高彌散(san)(san)度(du)(du)的(de)氮(dan)(dan)(dan)(dan)化(hua)物(wu)。第(di)(di)(di)二階段(duan)的(de)滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)溫度(du)(du)高于(yu)(yu)第(di)(di)(di)一段(duan)的(de)滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)溫度(du)(du)(一般在550~600℃).氨的(de)分(fen)(fen)解率也高于(yu)(yu)第(di)(di)(di)一段(duan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)氨時的(de)分(fen)(fen)解率,目的(de)是(shi)促進(jin)氮(dan)(dan)(dan)(dan)在鋼中的(de)擴(kuo)散(san)(san),增加滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)層(ceng)深度(du)(du),保證(zheng)自(zi)表面向內層(ceng)的(de)氮(dan)(dan)(dan)(dan)濃度(du)(du)和(he)(he)硬度(du)(du)變化(hua)趨于(yu)(yu)和(he)(he)緩(huan)。因第(di)(di)(di)二段(duan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)氨溫度(du)(du)稍高。所以,最終表面硬度(du)(du)低于(yu)(yu)一段(duan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)硬度(du)(du)。
三段滲(shen)氮是(shi)在(zai)二段滲(shen)氮后(hou),再加一段520℃左右保溫滲(shen)氮的過(guo)程(cheng),目的是(shi)提高表面硬度。
不銹鋼常見(jian)(jian)的氣體(ti)滲氮工(gong)藝規范和滲氮效果見(jian)(jian)表7-2。
不(bu)銹鋼氣體滲氮可能(neng)產(chan)生的缺陷及防止措施(shi)和(he)改進方法(fa)見表 7-3 。
2. 離子滲氮
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。
離子滲氮對(dui)設(she)備、介質、電參數、爐內(nei)壓(ya)力等(deng)都(dou)有較嚴格的要求(qiu)。
a. 離子滲氮設(she)備
離子滲氮(dan)設備應滿足以下基本(ben)要求(qiu)。
①. 設(she)備應設(she)置電壓、電流、溫度、真空度、氣體(ti)流量等指示儀表(biao),有測溫裝置。
②. 供給設(she)備的整(zheng)流輸出電(dian)壓應連續(xu)可(ke)調,在200V以(yi)上不(bu)產生突跳現象。
③. 設備有可(ke)靠的滅弧裝(zhuang)置。
④. 極限真(zhen)空度(du)不低于7Pa,抽真(zhen)空時間不大于30min.
⑤. 在合理的供氣流(liu)量下,應(ying)保證設備的工作(zuo)真空度在70~1070Pa.
⑥. 升壓(ya)率不大(da)于1.3×10-1Pa/min.
b. 滲氮(dan)介質
滲(shen)氮(dan)介質可采用氨氣或氮(dan)氫混合(he)氣,要(yao)求其純度高(純度不低(di)于(yu)99.9%)、含水量小(xiao)、成分穩(wen)定,進入滲(shen)氮(dan)爐(lu)前應干燥(zao)處理。
氣體供應量(liang)與設備功率、爐(lu)內(nei)空間、工件(jian)量(liang)等有關(guan),100kW離子滲(shen)氮爐(lu)一(yi)般為0.3~0.5m3/h.
c. 電壓(ya)與電流(liu)
在滲氮保溫階段(duan),極間電壓可在400~800V、電流可在25~50A范圍內調整(zheng)(zheng)。調整(zheng)(zheng)的依據應考慮工件大小、裝爐量、工件易變形程度及要求的升溫速度等因(yin)素。
d. 滲氮氣壓(ya)
離子(zi)滲氮常用氣壓(ya)范圍為100~1000Pa,選用壓(ya)力(li)時(shi)應顧及溫度均(jun)(jun)勻(yun)性和防止輝光不均(jun)(jun)勻(yun)。
e. 離子滲氮溫(wen)度(du)和保溫(wen)時(shi)間
離子滲(shen)氮溫(wen)度和保溫(wen)時(shi)間根據工件材質及對(dui)滲(shen)層深度的要求(qiu)來考慮。
不銹鋼(gang)離子滲氮的(de)主(zhu)要工藝規范(fan)及效果(guo)見表7-4.
不銹鋼離子(zi)滲(shen)氮常見缺陷及解決辦(ban)法見表7-5.
f. 離子滲氮件尺寸增量和(he)變形
離(li)子(zi)滲(shen)氮(dan)(dan)較氣體滲(shen)氨(an)的(de)主要(yao)優點之一是變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)小,但不是無變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing),而一般情況下,經離(li)子(zi)滲(shen)氮(dan)(dan)后的(de)滲(shen)氨(an)表面不再加工(含磨削加工),所以,對尺寸(cun)(cun)精(jing)度要(yao)求嚴或極易(yi)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)的(de)工件(如薄壁環),應掌握離(li)子(zi)滲(shen)氨(an)時可能產生的(de)尺寸(cun)(cun)增量和變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)規(gui)律(lv),必要(yao)時,在滲(shen)氮(dan)(dan)前的(de)精(jing)加工留量上(shang)予以合理考慮。表7-6提(ti)供的(de)離(li)子(zi)滲(shen)氮(dan)(dan)尺寸(cun)(cun)增量和可能產生的(de)徑向(xiang)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)結果供參(can)考。