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氮碳共滲
在工件表面同時(shí)滲入氮、碳元素的工藝過(guò)程,稱為氮碳共滲。該工藝可在氣體、液體、固體等多種介質(zhì)中進(jìn)行。
那氣體氮碳共滲法根據(jù)使用化學(xué)介質(zhì)與工藝方法特點(diǎn)有什么呢:
混合氣體氮碳共滲法——使用吸熱型(RX)氣體與氨氣或放熱型(DX)與氨氣;
尿素?zé)岱纸獾脊矟B法;
含碳和氮有機(jī)i溶劑滴入法——使用三乙i醇胺(或甲酰胺、或乙i二胺);
含氧氣氛的氣體氮碳共滲法。
氮碳共滲工藝的優(yōu)點(diǎn):
固體氮碳共滲工藝較少應(yīng)用。早期使用的液體氮碳共滲主要是在青鹽和青酸鹽溶液中進(jìn)行。由于青鹽有毒,公害嚴(yán)重,后來(lái)隨著研究出許多新的滲劑,它就慢慢地被其他滲劑代替了。
氣體氮碳共滲使用較廣,其氣源為C02 NH3,CO2與NH3的體積比為0.05:1。將工件置于密封的爐內(nèi)通入氣源進(jìn)行處理,對(duì)沖裁模處理溫度為530~540℃,時(shí)間為1.3~3.5h,氮碳共滲后出爐空冷,模具硬度為65~68HRC,比淬火、回火熱處理工藝后的硬度提高4~5HRC。當(dāng)處理溫度低于600℃時(shí),就不會(huì)象奧氏體淬火那樣發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,以致可以以任意速度進(jìn)行冷卻,而不出現(xiàn)馬氏體。
碳氮共滲與氮碳共滲的區(qū)別
等離子氮化由于其溫度低、滲氮周期短(溫度為500-520℃,時(shí)間為12至15小時(shí))組織由ε相、γ相組成,基本不含有脆性ζ相,從而使熱應(yīng)力和組織應(yīng)力大為降低,變形量小,不易開(kāi)裂,可作為last工序。氣體滲氮溫度一般為500~560℃,時(shí)間一般為30至50小時(shí),采用氨氣(NH3)作滲氮介質(zhì),可以看出溫度雖然不高,但時(shí)間很長(zhǎng),其熱應(yīng)力就大。組織由ε相、γ相組成,處理不好時(shí)有脆性ζ相。由于青鹽引起嚴(yán)重公害,又發(fā)展為加尿素為主要成分的氮碳共滲,雖然不用青鹽,但鹽浴仍有青酸根,且使用過(guò)程鹽浴成分不穩(wěn)定,因而液體氮碳共滲工藝的應(yīng)用受到限制。
氣體軟氨化(碳氮共滲)溫度常用560-570℃,因該溫度下氮化層硬度值較高。氮化時(shí)間常為2-3小時(shí),因?yàn)槌^(guò)2.5小時(shí),隨時(shí)間延長(zhǎng),氮化層深度增加很慢??梢钥闯鎏嫉矟B的溫度較高,其組織由ε相、γ相和含氮的滲碳體Fe3 (C, N)所組成,所以熱應(yīng)力和組織應(yīng)力都較前兩者大,再者滲層薄,所以不能承受重載。但這種處理也有優(yōu)點(diǎn),由于軟氮化層不存在脆性ζ相,故氮化層硬而具有一定的韌性,不容易剝落。氮碳共滲工藝的優(yōu)點(diǎn):1)氮碳共滲層硬度高,碳鋼氮碳共滲處理后滲層硬度可達(dá)570~680HV,模具鋼、高速鋼、滲氮鋼共滲后硬度可達(dá)850~1200HV。