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滲層組織與性能:
氮碳共滲組織由化合物層和擴散層組成。
一般,化合物層厚度約2~25μm。
1.化合物層氮碳共滲層外層在硝i酸酒精腐蝕以后發(fā)亮,幾乎看不出組織。其組成相將隨鋼種而變。
碳鋼中化合物層是由Fe2~3N、FexCyNz、Fe4N和Fe3C相組成,而合金鋼中化合物層是含Cr、Mo、AI等氮化物和合金氮碳化合物組成。
2.?dāng)U散層
連接在化合物層下的是氮碳共滲層的其余部分,大多呈界限清晰的明顯過渡形式,其組成也隨鋼種而變。
碳鋼中擴散層是由α-Fe、Fe4N、Fe3(CN)組成,而合金鋼除α-Fe、Fe4N外,還由合金氮化物(如AlN、CrN、MoN等)與(FeMe)3(N、C)組成。
模具的氮碳共滲熱處理方法
氮碳共滲工藝是在液體滲氮基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。早期氮碳共滲是在含氮化物的鹽浴中進行的。由于處理溫度低,一般為500~600℃,過程以滲氮為主,滲碳為輔,所以又稱為軟氮化。
氮碳共滲工藝的優(yōu)點:
氮碳共滲工藝也有氣體、液體和固體氮碳共滲工藝。使用較多的是氣體氮碳共滲工藝,尤其是以尿素、甲酰胺、三乙i醇胺為滲劑的氣體氮碳共滲為多。目前國內(nèi)外采用比較多的是低溫氣體氮碳共滲。
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℃,時間為12至15小時)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,不易開裂,可作為last工序。氣體滲氮溫度一般為500~560℃,時間一般為30至50小時,采用氨氣(NH3)作滲氮介質(zhì),可以看出溫度雖然不高,但時間很長,其熱應(yīng)力就大。為了提高鹽浴活性,促使?jié)B氮和滲碳過程加速,通入空氣或氧氣,即產(chǎn)生氧化過程加大氮和碳原子的活性。組織由ε相、γ相組成,處理不好時有脆性ζ相。
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。氮化時間常為2-3小時,因為超過2.5小時,隨時間延長,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。氮碳共滲在工件表面同時滲入氮、碳元素的工藝過程,稱為氮碳共滲。但這種處理也有優(yōu)點,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。