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氮化熱處理工藝主要分為哪幾類?
?1、離子滲氮
??又稱輝光滲氮,是利用輝光放電原理進行的。例如用38CrMoAlA鋼制作的零件經(jīng)氮化處理后表面的硬度可達(dá)HV=950—1200,相當(dāng)于HRC=65—72,而且氮化后的高強度和高耐磨性保持到500—600℃,不會發(fā)生顯著的改變。把金屬工件作為陰極放入含氮介質(zhì)的負(fù)壓容器中,通電后介質(zhì)中的氮氫原子被電離,在陰陽極之間形成等離子區(qū),在等離子區(qū)強電場作用下,氮和氫的正離子以高速向工件表面轟擊,離子的高動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽訜峁ぜ砻嬷了铚囟?。由于離子的轟擊,工件表面產(chǎn)生原子濺射,因而得到凈化,同時由于吸附和擴散作用,氮遂滲入工件表面。
??2.氣體滲氮
??氣體參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。這種應(yīng)力采用人工時效的方法予以消除,氮化前這種應(yīng)力消除得越徹底,氮化時產(chǎn)生的變形也越小。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、不同保溫時間進行滲氮和擴散。整個滲氮時間可以縮短到近50小時,能獲得較深的滲層,但這樣滲氮溫度較高,畸變較大。還有以抗蝕為目的的氣體滲氮,滲氮溫度在550~700"C之間,保溫0.5~3小時,氨分解率為35~70%,工件表層可獲得化學(xué)穩(wěn)定性高的化合物層,防止工件受濕空氣、過熱蒸汽、氣體燃燒產(chǎn)物等的腐蝕。
??3.氮碳共滲
??即在鐵—氮共析轉(zhuǎn)變溫度以下,使工件表面在主要滲入氮的同時也滲入碳,碳滲入后形成的微細(xì)碳化物能促進氮的擴散,加快高氮化合物的形成,這些高氮化合物反過來又能提高碳的溶解度,碳氮原子相互促進便加快了滲入速度。此外,碳在氮化物中還能降低脆性。
氮化處理后還需要淬火嗎?
不需要淬火。
一般常用的滲氮鋼有六種如下:
(1)含鋁元素的低合金鋼(標(biāo)準(zhǔn)滲氮鋼)
(2)含鉻元素的中碳低合金鋼 SAE 4100,4300,5100,6100,8600,8700,9800系。
(3)熱作模具鋼(含約5%之鉻) SAE H11 (SKD – 61)H12,H13
(4)鐵素體及馬氏體系不銹鋼 SAE 400系
(5)奧氏體系不銹鋼 SAE 300系
各種氮化法的成本分析
1、鹽浴氮化爐結(jié)構(gòu)簡單,價格低,操作工藝很容易掌握,氮化成本也低,但氮化質(zhì)量不高,廢棄物有污染,通常很少采用。
2、氣體氮化爐構(gòu)復(fù)雜,價格稍高,操作相比而言稍有難度,但氮化質(zhì)量好,可以達(dá)到很深的滲層與較高的硬度,但需要較長的時間,氨氣的用量也很高。
3、離子氮化爐生產(chǎn)制造工藝要求很高,所用材料也很講究,電氣控制技術(shù)含量很高,對操作人員的整體要求高,但氮化質(zhì)量較好,滲入速度快,氮化成本低于氣體氮化,是很好的發(fā)展趨勢。