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碳氮共滲(熱處理工藝)
添加時間:2020/5/26 9:03:11

向鋼件外表一起進入碳、氮的化學外表熱處理工藝以滲碳為主,進入 少數氮。因碳氮共滲藝早期選用過氰鹽或含氰氣氛作為滲劑,故又稱“氰化”。按共滲介質狀況分為氣體、液體 及固體3類。固體和液體碳氮共滲已 很少運用。氣體碳氮共滲法不必氰鹽 ,容易操控外表質量,可完成機 械化、自動化,運用較廣泛。與滲碳相 比,具有較快的進入速度,較高的滲層 的淬透性和回火,耐磨性和抗疲 勞功能好等長處,處理溫度較低,常用來代替滲碳處理。
碳氮共滲是以滲碳為主一起進入氮的化學熱處理工藝。它在必定程度上克服了滲氮層硬度雖高但滲層較淺,而滲碳層雖硬化深度大,但外表硬度較低的缺點。
運用較廣泛的只要氣體法和鹽浴法。氣體碳氮共滲介質是滲碳劑和滲氮劑的混合氣,例如滴煤油(或乙醇、丙酮)、通氨;吸熱或放熱型氣體中酌加高碳勢富化氣并通氨;三乙醇胺或溶入尿素的醇連續滴注。[C]、[N]原子的發作機制除與滲碳、滲氮相同外,還有共滲劑之間的合成和分化:
CO+NH3===HCN+H2O
CH4+NH3===HCN+3H2
2HCN===2[C]+2[N]+H2
碳氮共滲并淬火火后的組織為含氮馬氏體、碳氮化合物和殘余奧氏體。深0.6~1.0mm的碳氮共滲層的強度、耐磨性與深1.0~1.5mm的滲碳層相當。為削減變形,中等載荷齒輪等可用低于870℃的碳氮共滲代替930℃進行的滲碳。
跟著稀土催滲(碳稀土共滲)和可部分取代淺層滲碳與碳氮共滲的氮碳共滲或硫氮碳共滲的推行,碳氮共滲的運用面有變窄趨勢。
碳氮共滲是在模具零件表層一起進入碳、氮的熱處理進程。與單一滲 碳比較,碳氮共滲有許多特色,如碳氮共滲溫度較滲碳溫度低,因而滲碳 進程中奧氏體晶粒較細小,共滲后一般可直接淬火。因而簡化了出產工序, 節約了能源,并削減了模具零件的變形。1)碳氮共滲依據運用介質的物理狀況不同,能夠分為氣體碳氮共滲, 液體碳氮共滲、固體碳氮共滲3類。
2)依據共滲溫度的不同,又可分為低溫 (500℃~600℃),中溫 (700℃~800℃) 和高溫 (900℃~950℃) 碳氮共滲3種。其間低溫碳氮共 滲即廣泛運用的軟氮化法,其表層主要以滲氮為主,用以進步模具零 件的外表耐磨性和抗咬合性; 中溫碳氮共滲,其目的與滲碳類似,主要是 進步模具零件的外表硬度,它與滲碳比較,將使零件具有更好的耐磨性和 抗疲勞功能; 高溫碳氮共滲,以滲碳為主。在我國熱處理廠家中以中溫氣 體碳氮共滲和低溫氮碳共滲運用較廣。
中溫氣體碳氮共滲
中溫氣體碳氮共滲的介質實際上是滲碳和滲氮用的混合氣體。在熱處理出產中常用的辦法是在井式氣體滲碳爐中滴入煤油,使其熱分化出 滲碳氣體,一起向爐中通入氨氣。在共滲溫度下,煤氣與氨氣除了獨自進 行滲碳和滲氮的效果外,它們相互之間還可發作化學反應發作活性碳、氮 原子。
此外,有的工廠選用滲碳富化氣 (甲烷、丙烷、城市煤氣等) 加氨、 三乙醇胺、丙酮加甲醇加尿素等作為共滲劑。
碳氮共滲溫度隨鋼種而異,一般在820℃~870℃范圍內挑選。碳氮共 滲時刻取決于滲層濃度、共滲溫度、共滲介質及鋼的化學成分。 [2] 
低溫氮碳共滲
氮碳共滲 (軟氮化) 是在含有活性碳、氮原子的介質中一起進入氮和 碳,并以滲氮為主的低溫碳氮共滲工藝。
1) 氣體軟氮化的工藝參數是軟氮化溫度和時刻以及進入介質的活性和 加入量,同樣是依據模具的技能要求來挑選。熱處理廠氣體軟氮化 的介質主要是: 50%氨氣+50%吸熱型氣體。
2) 軟氮化的溫度通常為530℃~580℃,在570℃左右氮在α相中具有 最大溶解度。對于高速鋼和高鉻模具鋼,為堅持工件的整體強度和紅硬性, 軟氮化溫度不能超過其回火溫度。
3) 軟氮化時刻為1~6h范圍。軟氮化后的工件一般選用快冷 (油冷)。 快冷不只使氮化件外表色澤好,并且能進一步進步零件的疲勞強度。對變 形要求小的工件,軟氮化后應當緩冷。
4) 氮碳共滲賦予工件耐磨損、耐疲勞、抗咬合和擦傷的功能,以及處 理時刻短、溫度低、變形小的特色,并且不受鋼種約束,適用于碳素鋼、 合金鋼、鑄鐵及粉末冶金等資料?,F已普遍地用于對模具、量具、刃具以 及耐磨零件進行的化學熱處理,并獲得杰出的效果。
碳氮共滲的主要特色編輯
1) 氣體碳氮共滲的力學功能統籌于滲碳層和滲氮層的長處。與滲碳層 比較外表硬度更高、耐磨性好,一起還具有必定的抗蝕性,以及因為共滲 層存在殘留壓應力而進步了鋼的疲勞極限; 與滲氮比較,共滲層深度深, 外表脆性小。
2) 因為氮的進入進步了滲層的淬透性,共滲后可用滲碳溫度較低及較 緩冷卻介質淬火,削減了模具的變形,并且奧氏體晶粒比滲碳細,進步了 模具零件的心部耐性。
3) 氣體碳氮共滲速度大于獨自滲碳或獨自滲氮的速度,縮短了出產 周期。
4) 碳氮共滲適用于基體具有杰出耐性,而外表硬度高、耐磨性好的模 具零件,如塑料模及沖裁模中的凸模及凹模等零件。
碳氮共滲工藝運用實例編輯
鉬片精沖模氣體碳氮共滲工藝:
①精沖模具制作資料。8Cr2MnWMoVS (8Cr2S) 鋼。
②碳氮共滲工藝
a. (600℃~620℃)×1 min/mm鹽浴預熱。
b. (890℃~900℃)×0.5 min/mm鹽預加熱。
c. 450℃~500℃→220℃~250℃硝鹽分級淬火,硬度63~64 HRC。
d. (580℃~600℃)×2h回火,硬度46~48 HRC。
e.模具成形后,進行氣體碳氮共滲,共滲劑為甲酰胺,催滲劑為稀土, 工藝為 (550℃~560℃)×4h。
冷彎機軋輥碳氮共滲工藝:
①冷彎機軋輥制作資料。資料為GCr15。
②冷彎機工作條件。工作中承受很大負荷,雜亂的高變應力,沖擊和 磨損效果。因而,在制作進程中,成形后,選用高濃度氣體碳氮共滲強化 工藝。
③工藝進程
a. 830℃×(3~4h) 進行高濃度碳氮共滲,設備為FS77-1型滴控井式 爐,用KZW1052單片機控溫。共滲劑為煤油+氨氣。煤油滴量為8~ 12 mL/min,爐壓為0.1006~0.1010 MPa。
b.共滲后,直接淬油,油冷至180℃左右出油空冷?;鼗鹪赗JJ-65-6 型井式爐中進行,180℃×2h×2次回火。
④共滲后組織。滲層為含氮馬氏體+碳氮化合物+合金氮化物+少數 殘留奧氏體。滲層碳質量分數達1.65%,氮質量分數為0.6%左右。外表 硬度889 HV,共滲層厚度為0.5~0.7 mm。
3Cr2W8V(H21) 鋼制作照相機機身壓鑄模兩段氮碳共滲工藝:
①共滲設備及共滲劑。氮碳共滲可在JT-25型氣體滲碳爐中進行,用 氨和乙醇作滲劑,以35gCaCl2為催滲劑,40gNH4Cl為潔凈劑。CaCl2和 NH4Cl需分別裝在兩個不銹鋼小盒內,并在上覆蓋硅砂,然后置于滲氮 罐上。
②共滲工藝進程
a.模具裝爐前必須經汽油、酒精清洗。
b.通氨排氣,升溫時刻約20min。
c.按570℃×4h及600℃×2h分兩段共滲,通氨量皆為500~560L/h, 無水乙醇量約為50~60 d/min。
d.處理完畢后關閉乙醇,繼續按50~100L/h通氨,堅持爐內正壓 400~600 Pa。
e.滲后出爐可空冷或油冷,回火溫度為200℃。
f.氮碳共滲時要防止氯化銨 (NH4Cl)堵塞排氣口,影響爐壓。
4) 5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)鋼制作話機蓋壓鑄模氣體氮碳共滲。
a.預熱 (400℃~500℃)×2min/mm空氣爐預熱。
b.淬火 (800℃~900℃)×1 min/mm鹽浴加熱,淬火介質為熱油。
c. 回火 575℃以下在硝鹽爐中回火; 高于600℃在氣體滲碳爐 (或井 式爐) 中回火。
d.共滲 550℃×(3~4h) 氣體氮碳共滲。

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