目前,香蕉視頻app蘋果:不銹鋼滲氮的方法較多,如氣體滲氮、離子滲氮、高頻滲氨、鹽浴滲氮、固體滲氨、真空脈沖滲氮等。其中,氣體滲氮和離子滲氮是較常用的滲氮方法。
1. 氣體滲氮
氣體滲(shen)氨就是將工件放人密閉的(de)(de)加熱爐內,通入一定壓力的(de)(de)含氨氣體(如氨氣等),保持一定時間,從而完(wan)成滲(shen)氮(dan)的(de)(de)工藝方法。
氣(qi)體滲氮(dan)溫(wen)度(du)一般在480~570℃之間。滲氮(dan)溫(wen)度(du)越(yue)高(gao)。擴散(san)速(su)度(du)越(yue)快,滲層越(yue)深。但滲氨溫(wen)度(du)超(chao)過550℃時,合金氮(dan)化物發生集聚長大(da)而使滲層硬度(du)下降。一般情況下,不銹鋼(gang)滲氨溫(wen)度(du)都不太高(gao)。
保溫時(shi)(shi)間(jian)主要決定(ding)于滲氨深(shen)度。保溫時(shi)(shi)間(jian)越(yue)長(chang),滲氮(dan)層(ceng)深(shen)度越(yue)厚。但(dan)保溫時(shi)(shi)間(jian)太長(chang),會因合金氮(dan)化(hua)物集聚長(chang)大而使硬度有下降的趨勢(shi)。
氨(an)(an)(an)的(de)分解(jie)率對滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)層的(de)硬度(du)(du)(du)及性質有(you)(you)明顯(xian)的(de)影響。氨(an)(an)(an)的(de)分解(jie)率與溫(wen)度(du)(du)(du)、壓力、氨(an)(an)(an)氣(qi)輸(shu)入速度(du)(du)(du)等條件(jian)有(you)(you)關,太高(gao)的(de)分解(jie)率,不(bu)能被(bei)工件(jian)吸(xi)(xi)收(shou)的(de)分解(jie)物會(hui)以N2和(he)H2形式存(cun)在,有(you)(you)礙(ai)于滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)效果,隨(sui)著(zhu)氨(an)(an)(an)分解(jie)率的(de)降(jiang)低,工件(jian)吸(xi)(xi)收(shou)的(de)氮(dan)(dan)(dan)量逐漸(jian)增(zeng)加到最大(da)值,直至氨(an)(an)(an)分解(jie)率降(jiang)低到5%~10%時,分解(jie)物氮(dan)(dan)(dan)原子已滿足不(bu)了(le)工件(jian)吸(xi)(xi)收(shou),工件(jian)吸(xi)(xi)收(shou)的(de)氮(dan)(dan)(dan)量呈(cheng)下(xia)降(jiang)趨(qu)勢,滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)硬度(du)(du)(du)降(jiang)低,也(ye)達不(bu)到好的(de)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)效果。所以,在實際的(de)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)溫(wen)度(du)(du)(du)、壓力條件(jian)下(xia),氨(an)(an)(an)的(de)分解(jie)率一般(ban)控制在15%~45%.不(bu)銹(xiu)鋼中合(he)金元素(su)含量高(gao),阻礙(ai)氮(dan)(dan)(dan)的(de)吸(xi)(xi)收(shou)和(he)擴散,所以,不(bu)銹(xiu)鋼滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)時的(de)溫(wen)度(du)(du)(du)應(ying)偏(pian)高(gao),氨(an)(an)(an)的(de)分解(jie)率也(ye)相應(ying)提高(gao)。
氣(qi)體滲氮(dan)根據(ju)要求的不同,有一(yi)段(duan)滲氮(dan),二段(duan)滲氮(dan),三段(duan)滲氮(dan)等(deng)方法。
一段滲(shen)氮(dan)是在同一溫(wen)度(du)條件下(一般(ban)在480~530℃之間(jian))保(bao)持較長(chang)時間(jian),在保(bao)溫(wen)時間(jian)內,依據(ju)滲(shen)氮(dan)溫(wen)度(du)適當控制(zhi)氨的分(fen)解率,完成滲(shen)氮(dan)過程。
二(er)段(duan)(duan)滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)是(shi)全部滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)過(guo)程分(fen)兩(liang)個階(jie)段(duan)(duan)完成(cheng)。第(di)(di)一(yi)階(jie)段(duan)(duan)的滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)溫(wen)度(du)和(he)氨分(fen)解率相似于一(yi)段(duan)(duan)滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)工(gong)藝,目的是(shi)在(zai)工(gong)件表(biao)面形成(cheng)高(gao)(gao)彌散(san)度(du)的氮(dan)(dan)(dan)化(hua)物。第(di)(di)二(er)階(jie)段(duan)(duan)的滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)溫(wen)度(du)高(gao)(gao)于第(di)(di)一(yi)段(duan)(duan)的滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)溫(wen)度(du)(一(yi)般在(zai)550~600℃).氨的分(fen)解率也(ye)高(gao)(gao)于第(di)(di)一(yi)段(duan)(duan)滲(shen)氨時的分(fen)解率,目的是(shi)促進(jin)氮(dan)(dan)(dan)在(zai)鋼(gang)中(zhong)的擴散(san),增加滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)層深度(du),保(bao)證自(zi)表(biao)面向內層的氮(dan)(dan)(dan)濃度(du)和(he)硬(ying)度(du)變化(hua)趨于和(he)緩。因第(di)(di)二(er)段(duan)(duan)滲(shen)氨溫(wen)度(du)稍高(gao)(gao)。所以,最終表(biao)面硬(ying)度(du)低于一(yi)段(duan)(duan)滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)的硬(ying)度(du)。
三段滲氮(dan)是在二(er)段滲氮(dan)后,再(zai)加一(yi)段520℃左右保溫滲氮(dan)的過程(cheng),目(mu)的是提高表面硬度(du)。
不(bu)銹(xiu)鋼常見(jian)的氣(qi)體滲氮工藝規范和滲氮效果見(jian)表7-2。

不銹(xiu)鋼(gang)氣體滲(shen)氮可能產生的缺陷及防止措施(shi)和(he)改進方(fang)法見表 7-3 。


2. 離子滲氮
離子滲氮就是將工件放在可形成真空的爐內,并通人含氮的氣體介質(一般通入氨氣),以工件為陰極,以爐壁為陽極(或另加輔助陽極),在陰-陽極之間加入高壓直流電源,在電場的作用下,氨氣被電離成氮、氫正離子,并快速沖向陰極(工件)在離子的轟擊下,工件被加熱到一定溫度。同時,氮離子從陰極奪取電子還原為氮原子,氮原子與工件表面被轟擊出的鐵原子結合,形成FeN沉積在工件表面上,在離子轟擊和熱激活作用下分解成Fe、Fe2N(ξ相)、Fe3N(ε相)、Fe4N(γ相)。隨著時間的延長,氮原子自工件表面向內擴散,完成離子滲氮過程。離子滲氮過程中,工件表面的反應原理見圖7-2, 2Cr13不銹鋼離子滲氮層見圖7-3, 0Cr18Ni9 不銹鋼與45鋼離子滲氮效果對比見圖7-4。

離子(zi)滲氮對設(she)備、介質、電參數、爐內(nei)壓力等都有較嚴格(ge)的(de)要求(qiu)。
a. 離子(zi)滲氮設備
離(li)子滲氮設備應滿(man)足以下(xia)基本要求。
①. 設(she)備應設(she)置電壓(ya)、電流、溫度、真空度、氣(qi)體(ti)流量等指示儀表,有測溫裝置。
②. 供給設備的整(zheng)流輸(shu)出電(dian)壓應連(lian)續可調,在200V以上不產生突跳現象。
③. 設(she)備有可靠的滅弧裝置(zhi)。
④. 極(ji)限真(zhen)空(kong)度不低于7Pa,抽真(zhen)空(kong)時(shi)間(jian)不大(da)于30min.
⑤. 在合理的(de)(de)供氣流量下(xia),應保證設備的(de)(de)工作真空度在70~1070Pa.
⑥. 升(sheng)壓率不大(da)于(yu)1.3×10-1Pa/min.
b. 滲氮介質
滲氮介質(zhi)可采(cai)用氨氣或氮氫混合氣,要求其純(chun)度高(純(chun)度不低于99.9%)、含水量小(xiao)、成分穩定,進入滲氮爐前應(ying)干燥處理。
氣體供應(ying)量(liang)與設備(bei)功率(lv)、爐(lu)內空間、工件量(liang)等有關,100kW離子滲氮爐(lu)一般(ban)為0.3~0.5m3/h.
c. 電壓與電流
在滲(shen)氮保溫階(jie)段,極間(jian)電壓可(ke)在400~800V、電流可(ke)在25~50A范圍內(nei)調(diao)整(zheng)(zheng)。調(diao)整(zheng)(zheng)的依據應考慮工件大(da)小、裝(zhuang)爐量、工件易變(bian)形程度及要求的升(sheng)溫速度等因素。
d. 滲氮氣壓
離子滲氮常用(yong)氣壓范圍為100~1000Pa,選用(yong)壓力時應顧及溫度(du)均勻(yun)(yun)性和防止輝(hui)光不均勻(yun)(yun)。
e. 離子滲氮(dan)溫(wen)度(du)和保(bao)溫(wen)時間
離子滲氮(dan)溫度(du)和保溫時間(jian)根據(ju)工件材質(zhi)及(ji)對滲層深度(du)的要(yao)求來考(kao)慮。
不銹(xiu)鋼離子滲氮的主要工藝規范(fan)及效果(guo)見表7-4.


不銹鋼離子滲(shen)氮(dan)常(chang)見缺陷(xian)及解決辦法見表7-5.
f. 離(li)子(zi)滲氮件(jian)尺寸增量和變形
離(li)(li)(li)(li)子(zi)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)較氣體滲(shen)(shen)(shen)氨的(de)(de)主要(yao)優點之一(yi)是變(bian)形小,但不(bu)是無變(bian)形,而一(yi)般(ban)情況(kuang)下,經離(li)(li)(li)(li)子(zi)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)后的(de)(de)滲(shen)(shen)(shen)氨表(biao)面(mian)不(bu)再加(jia)工(gong)(含磨削加(jia)工(gong)),所以,對尺(chi)寸(cun)精度(du)要(yao)求(qiu)嚴或(huo)極易(yi)變(bian)形的(de)(de)工(gong)件(如薄壁環),應掌(zhang)握(wo)離(li)(li)(li)(li)子(zi)滲(shen)(shen)(shen)氨時可能(neng)產生(sheng)的(de)(de)尺(chi)寸(cun)增(zeng)量(liang)和變(bian)形規律,必(bi)要(yao)時,在(zai)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)前的(de)(de)精加(jia)工(gong)留量(liang)上(shang)予(yu)以合理考(kao)慮。表(biao)7-6提供的(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)尺(chi)寸(cun)增(zeng)量(liang)和可能(neng)產生(sheng)的(de)(de)徑向變(bian)形結果供參(can)考(kao)。


