气体渗氮-渗氮工艺参数及控制

2018-11-21 19:18 作者:管理员8 来源:未知 浏览: 字号:
2.2渗氮工艺参数及控制
 
    (1)气体渗氮工艺参数
 
    气体渗氮工艺参数主要有:
 
    1)渗氮温度渗氮层厚度受扩散控制,随渗氮温度的提高,氮在钢中的扩散速度加快,渗层深度增加。但当渗氮温度过高时,合金氮化物容易聚集长大,从而使渗层硬度下降(图9.5-5)0一般最常用的气体渗氮温度在490一530℃之间。
 
    2)渗氮时间渗层深度随保温时间延长按抛物线关系增长。渗氮初期增长率较大,随后减缓。渗氮时间取决于渗氮温度和要求的层厚(一般在0.2一0.7 mm范围内)。.在5400C渗氮,渗层厚度为0.5 mm时,渗氮时间为50一60 h.随时间延长,渗氮层硬度也会因合金氮化物聚集长大而降低。
 
    3)氨分解率目前国内大多数气体渗氮采用调节氨流量以改变氨分解率,从而控制气氛的供氮能力。氨分解率一般控制在15%一40%范围内。分解率过低会使渗层硬度偏低,但分解率过高,则易形成脆性白亮层。

    (2)典型的气体渗氮工艺.
 
    1)一段渗氮法,又叫单程渗氮或等温渗氮。该工艺采用恒定渗氮温度((480一540℃  ),通过调节氨分解率来控制渗氮层的质量。在渗氮初期(强渗期)采用较低的氨分解率使炉气具有高的氮势,工件表面迅速吸收大量氮原子使渗层表面有高的氮浓度和浓度梯度。在中间阶段(扩散期),氨分解率提高到30%一40%,使表层氮原子向内扩散,增加渗层深度。保温结束前(退氮期),氨分解率增加到70%以上,进行退氮处理使化合物层厚度降低。一段渗氮的优点是渗氮温度低,零件的变形小、渗层硬度高;缺点是生产周期长,成本高。例如渗氮层厚为0.5 mm时,渗氮周期长达60一80 h。适用于变形要求严格、硬度高的零件。
 
    2)两段渗氮,又叫双程渗氮。也选用三种不同的氨分解率以达到强渗,扩散和退氮的目的。但是两段渗氮使用两种不同的温度。强渗期选用较低的温度和低的氨分解率,在渗氮零件表面建立起高氮浓度的同时,.使渗层得到细晶粒的氮化物,保证渗层具有比等温(一段)渗氮得到的渗氮层的更优良的性能。扩散期降低氨分解率,同时提高温度以加快氮原子的扩散速度。最后的退氮阶段仍保持较高的温度并进一步提高氨分解率以减少化合物层的厚度。由于二段渗氮法扩散期的温度较一段渗氮高,因而有效地提高了氮在渗层中的扩散速度,缩短了渗氮时间。两段渗氮法适合于渗氮层较深的零件。

    除了以上两种典型的工艺以外,气体渗氮还可采用三段渗氮,循环两段渗氮等工艺以提高渗层质量,缩短生产周期,降低生产成本,提高渗氮炉利用率。

 
 
 
 
(责任编辑:laugh521521)
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