• <acronym id="rjut9"><strong id="rjut9"></strong></acronym>
  • <tr id="rjut9"><label id="rjut9"></label></tr>

    <tr id="rjut9"></tr>
  • 歡迎來到南京溧道機械有限公司!

    國內企業提供加工、技術服務· 始于2013年

    液體(鹽。┑、表面處理加工和技術服務


    全國咨詢熱線

    139-1593-3737

    新聞資訊
    聯系我們

    咨詢熱線:139-1593-3737

    郵箱:ywg233@163.com

    地址:南京市潥水區晨光大道10號一1號

    行業知識 您的位置:主頁 > 新聞資訊 > 行業知識 >

    不銹鋼氮化——氮化過程中的注意事項

    2022-1-22
    離子氮化是由德國人B.Berghaus于1932年發明的。該法是在0.1~10Torr(Torr = 133.3 Pa)的含氮氣氛中,以爐體為陽極,被處理工件為陰極,在陰陽極間加上數百伏的直流電壓,由于輝光放電現象便會產生象霓紅燈一樣的柔光覆蓋在被處理工件的表面。此時,已離子化了的氣體成分被電場加速,撞擊被處理工件表面而使其加熱。同時依靠濺射及離子化作用等進行氮化處理。

    離子氮化法與以往的靠分解氨氣或使用氰化物來進行氮化的方法截然不同,作為一種全新的氮化方法,現已被廣泛應用于汽車、機械、精密儀器、擠壓成型機、模具等許多領域,而且其應用范圍仍在日益擴大。

    離子氮化法具有以下一些優點:

    ①由于離子氮化法不是依靠化學反應作用,而是利用離子化了的含氮氣體進行氮化處理,所以工作環境十分清潔而無需防止公害的特別設備。因而,離子氮化法也被稱作二十一世紀的“綠色”氮化法。

    ②由于離子氮化法利用了離子化了的氣體的濺射作用,因而與以往的氮化處理相比,可顯著的縮短處理時間(離子滲氮的時間僅為普通氣體滲氮時間的1/3~1/5)。

    ③由于離子氮化法利用輝光放電直接對工件進行加熱,也無需特別的加熱和保溫設備,且可以獲得均勻的溫度分布,與間接加熱方式相比加熱效率可提高2倍以上,達到節能效果(能源消耗僅為氣體滲氮的40~70%)。

    ④由于離子氮化是在真空中進行,因而可獲得無氧化的加工表面,也不會損害被處理工件的表面光潔度。而且由于是在低溫下進行處理,被處理工件的變形量極小,處理后無需再行加工,極適合于成品的處理。

    ⑤通過調節氮、氫及其他(如碳、氧、硫等)氣氛的比例,可自由地調節化合物層的相組成,從而獲得預期的機械性能。

    ⑥離子氮化從380℃起即可進行氮化處理,此外,對鈦等特殊材料也可在850℃的高溫下進行氮化處理,因而適應范圍十分廣泛。

    ⑦由于離子氮化是在低氣壓下以離子注入的方式進行,因而耗氣量極少(僅為氣體滲氮的百分之幾),可大大降低耗能。

    離子氮化的常見缺陷:

    一、硬度偏低

    生產實踐中,工件氮化后其表面硬度有時達不到工藝規定的要求,輕者可以返工,重者則造成報廢。造成硬度偏低的原因是多方面的:有設備方面的原因,如系統漏氣造成氧化;有選材方面的原因,如材料選擇不恰當;有前期熱處理方面的原因,如基本硬度太低,表面脫碳等;有工藝方面的原因,如氮化溫度過高或過低,時間短或氮勢不足而造成滲層太薄等等。只有根據具體情況,找準原因,問題才會得以解決。

    二、硬度和滲層不均勻

    裝爐方式不當,氣壓調節不當(如供氣量過大),溫度不均,小孔、窄縫未屏蔽造成局面過熱等均會造成硬度和滲層不均勻。

    三、變形超差

    變形是難以杜絕的,對易變形件,采取以下措施,有利于減小變形。氮化前應進行穩定化處理(處理次數可以是幾次)直至將氮化前的變形量控制在很小的范圍內(一般不應超過氮化后允許變形量的50%);氮化過程中的升、降溫速度應緩慢;保溫階段盡量使工件各處的溫度均勻一致。對變形要求嚴格的工件,如果工藝許可,盡可能采用較低的氮化溫度。

    四、處觀質量差

    氮化件出爐后首先用肉眼檢查外觀質量,鋼鐵零件經氮化處理后表面通常呈銀灰色或暗灰色(不同材質的工件,離子氮化后其表面顏色略有區別),鈦及鈦合金件表面應呈金黃色。離子滲氮后工件表面不應有明顯的電弧燒傷和剝落等缺陷,這些要求在正常情況下是完全可以達到的。不正常的氮化顏色有以下一些情況:

    1.表面電弧燒傷:主要是由于工件表面、工件上的小孔中或焊接件的空腔內及組合件的接合面上存在含油雜質,引起強烈弧光放電所致。

    2.表面剝落起皮:產生起皮的機理還不十分清楚,但在生產實踐中,工件表面清理不凈、脫碳或氣份中含氧量過多、氮化溫度過高等有時會產生起皮。

    3.表面發藍或呈紫藍色

    這是氧化造成的,如果氧化是在氮化結束后停爐過程中產生的,則僅影響外觀質量,對滲層硬度、深度無影響。如果氧化是在氮化過程中產生的,則將不僅影響到產品外觀,而且將直接影響到滲層硬度和深度。

    表面發藍的原因可能有:爐子系統漏氣,氣氛中含水及含氧量過多;工件各處的溫度不均勻,溫度過低的部位由于滲氮較弱而呈綠色;冷卻時工件各部位冷速不一致,冷得慢的部位可能呈藍色。

    4.表面發黑

    這對將氮化作為最后一道工序的零件將影響外觀,但一般不影響滲層硬度和深度。產生這種現象的原因可能是:爐子系統漏氣,氣氛中含水量及含氧量過高;溫度過高;工件上的油污及氧化皮未去凈等。

    五、脈狀氮化物

    脈狀氮化物通常又俗稱脈狀組織,是指擴散層中與表面平行走向呈白色波紋狀的氮化物。其形成機理尚無論,一般認為與合金元素的晶界偏聚及氮原子的擴散有關。因此,控制合金元素偏聚的措施均有利于減輕脈狀氮化物的形成。工藝參數方面,氮化溫度越高,保溫時間越長,越易促進脈狀組織的形成,如工件的棱角處等。

    離子氮化后零件的“腫脹”現象及防治對策

    一、“腫脹”的本質

    離子氮化后零件的“腫脹”實際上是零件尺寸變化的一種表現形式。尺寸變化是由于氮化時工件表面吸收了大量的氮原子,生成各種氮化物或工件表層原始組織的晶格常數增大所致,宏觀上則表現為表層體積的略微增加。

    氮化后零件的“腫脹”是一種普遍現象。各種氮化方法(氣體氮化、液體氮化和離子氮化)處理后的零件或多或少總會存在一定的“腫脹”。但應該說明的是:離子氮化后零件的“腫脹量”較其它氮化方法要小。這是因為:離子氮化中的“陰極濺射”有使尺寸縮小的作用,因而抵消了一部分氮化“腫脹量”。

    二、影響“腫脹”的因素

    氮化后尺寸的脹大量取決于零件表層的吸氮量。因而,影響吸氮量的因素均是影響“腫脹”的因素。

    影響“腫脹”的因素主要有:材料中合金元素的含量、氮化溫度、氮化時間、氮化氣氛中的氮勢等。

    材料中合金元素含量越高,零件氮化后的“腫脹”越大。

    氮化溫度愈高、氮化時間愈長,零件氮化后的“腫脹”愈大。

    氮化氣氛的氮勢越高,零件氮化后的“腫脹”愈大。

    三、“腫脹”的防治辦法

    前以述及,“腫脹”是氮化過程中一種必然的現象,因此要徹底杜絕“腫脹”是不現實的。我們此處所說的“防治”主要有兩種含義:一是盡可能減小“腫脹”量;二是在“腫脹”不可避免的情況下,掌握“腫脹”規律,省去氮化后的再次加工。

    1.減小“腫脹”的方法

    ①根據工件的服役條件,正確選用材料。避免因追求工件性能而盲目使用“好”材料(高合金鋼)的現象。

    ②根據工件的服役條件,提出合理的氮化要求,避免片面追求氮化層深度和硬度的現象。

    ③正確做好氮化前的預先熱處理工作和“穩定化”處理,預先熱處理工藝參數的制定必須正確,操作必須合理。對形狀復雜的零件,在最終精加工前必須進行一次或幾次“穩定化”處理。

    ④在工藝允許的前提下,適當降低氮化溫度,縮短氮化時間。

    ⑤在保證氮化層性能的前提下,調整氮化氣氛。

    ⑥合理裝爐,確保同爐工件溫度的均勻性。

    2.“腫脹”規律,省去氮化后的再次加工

    一般說來,在選材、工藝制定正確的前提下,如能合理裝爐,正確操作,則工件的“腫脹”是有一定規律的。掌握了“腫脹”的規律后,即可在氮化處理前的最后一道加工工序中根據“腫脹”量使工件尺寸處于負偏差,工件經氮化處理后尺寸可正好處于要求的尺寸公差范圍內,因而可省去氮化后的再次加工。

    離子氮化脈沖電源的優點:

    脈沖電源離子氮化技術的特點與直流離子氮化相比,脈沖電源使離子氮化工藝得到了進一步的發展,并在直流離子氮化技術基礎上拓寬了應用范圍。脈沖電源離子氮化技術具有如下一些特點:

    1.工藝參數獨立可調,脈沖電源的優點之一是工藝參數與物理參數獨立可調。這是因為在直流電源條件下,既要滿足零件表面的電流密度要求,又要滿足零件保溫電流密度的要求,兩者相互影響。而在脈沖電源條件下,電流密度由峰值電流滿足,保溫電流由平均電流滿足,可由兩個獨立參數分別調節。因此,工藝參數可在較大范圍內變動。

    2.打弧速度快,脈沖電源的輸出特性,自身就有抑制電弧迅速發展的特點,由于IGBT開關響應速度極快,這更利于我們一旦發現弧光放電就立即關斷電源,然后重新點燃電源,這些工作均在幾十微秒內完成。

    3.無需堵孔,由于脈沖電源對弧光放電的抑制作用,因此對于很多零件無需堵孔,這樣給生產操作帶來很大的方便。例如處理曲軸時就不需堵孔,而當曲軸上存在有一些為提高零件性能的工藝孔時,這種優點就顯得更為突出。

    4.處理質量好、變形小,利于提高層深 ,由于脈沖電源對弧光發電的抑制作用,弧光在零件表面作用的時間極短,可獲得高質量的表面,絕無灼傷。并且提高了工件溫度的均勻性,零件變形小。由于其改善了工藝條件,在相同的時間內或者不利于氮化的條件下,能提高層深。

    5.能提高設備的利用率,在直流電源的條件下,由于工藝參數和物理參數的相互影響,在保溫時電壓的調節范圍通常在650V左右,而采用脈沖電源,電壓調節范圍將提高,例如在處理狹縫時可將電壓提高到900V,增加了電源的有效輸出。

    6.有利于深孔、窄縫、微孔的滲氮,由于脈沖電源對空心陰極效應的抑制作用,可在深孔、窄縫、微孔內實現氮化。例如可在型腔≥0.6mm的鋁型材擠壓模和Ф4×80(Ф32×1030)的深孔內實現氮化。

    7.節能,由于脈沖電源可有效地抑制空心陰極效應的產生,避免小孔、窄縫處打死弧,取消了堵孔等工序,省去了不必要的輔助工時,縮短了工藝周期,節省了大量的人力物力,提高了設備的綜合使用效率。此外脈沖電源中限流電阻的減小,也可節省部分能量,因此脈沖電源較直流電源更加節能。

    離子氮化前預先熱處理工藝的制訂原則:

    為了保證氮化件心部具有必要的力學性能(也稱機械性能),消除加工過程中的內應力,減少氮化變形,為獲得良好的氮化層組織性能提供必要的原始組織,并為機械加工提供條件,零件氮化前必須進行不同的預先熱處理。

    1.氮化工藝參數對預先熱處理工藝的要求

    預先熱處理中最后一道工序的加熱溫度至少要比氮化溫度高20~40℃。否則,零件在氮化過程中其心部組織及力學性能將發生變化,零件的變形無規律,變形量將無法控制。

    2.常用的預先熱處理工藝

    常用的預先熱處理工藝有調質、淬火+回火、正火及退火。

    調質是結構鋼常用的預先熱處理工藝,調質的回火溫度至少要比氮化溫度高20~40℃;鼗饻囟仍礁,工件硬度越低,基體組織中碳化物彌散度愈小,氮化時氮原子易滲入,氮化層厚度也愈厚,但滲層硬度也愈低。因此,回火溫度應根據對基體性能和滲層性能的要求綜合確定。調質后理想的組織是細小均勻分布的索氏體組織,不允許存在粗大的索氏體組織,也不允許有較多的游離鐵素體存在。

    調質引起的脫碳對滲層脆性和硬度影響很大,所以調質前的工件應留有足夠的加工余量,以保證機械加工時能將脫碳層全部切除。對氮化后要求變形很小的工件,在精加工前(如精磨)還應進行一次或多次穩定化處理,處理溫度應低于調質溫度而高于氮化溫度。


    調質后,若工件的硬度或金相組織不合格,允許返工。

    工、模具鋼氮化前的預先熱處理一般采用淬火+回火處理。

    不銹鋼氮化前的預先熱處理一般采用淬火+回火,目的是為了消除加工應力和改善組織。對硬度要求不高的工件可采用退火處理。奧氏體不銹鋼通常采用固溶處理。

    正火預先熱處理只適用于對心部強度和韌性要求不高的氮化件,正火時冷卻速度不宜過慢。尺寸較大的零件不宜采用正火處理,因正火時過慢的冷卻速度會產生粗大組織,氮化后表面硬度低且不均勻。正火后不合格的工件允許返工。

    球鐵的預先熱處理多采用正火處理。

    退火處理在鈦合金中運用較多,結構鋼中極少采用退火處理。38CrMoAl鋼不允許采用退火處理,否則滲層組織中易出現針狀氮化物。

    對于經過變形(如沖壓、鍛造、機加工等)的零件,應進行去應力退火處理,以減少氮化變形。

    還需說明的是,細小的原始組織比粗大的原始組織氮化后有更高的表面硬度及良好的硬度梯度,因此,正火時冷卻速度不易過慢,調質時回火溫度不應過高,保溫時間不應太長。截面尺寸大的零件不易用正火態,而應調質處理。

    欧美日韩高清一区二区三区|日韩精品久久久久成人影院|国产啪亚洲国产精品无码|日本午夜精品一区二区三区电影
  • <acronym id="rjut9"><strong id="rjut9"></strong></acronym>
  • <tr id="rjut9"><label id="rjut9"></label></tr>

    <tr id="rjut9"></tr>