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碳氮共渗(热处理工艺)
添加时间:2020/5/26 9:03:11

向钢件外表一起进入碳、氮的化学外表热处理工艺以渗碳为主,进入 少数氮。因碳氮共渗艺早期选用过氰盐或含氰气氛作为渗剂,故又称“氰化”。按共渗介质状况分为气体、液体 及固体3类。固体和液体碳氮共渗已 很少运用。气体碳氮共渗法不必氰盐 ,容易操控外表质量,可完成机 械化、自动化,运用较广泛。与渗碳相 比,具有较快的进入速度,较高的渗层 的淬透性和回火,耐磨性和抗疲 劳功能好等长处,处理温度较低,常用来代替渗碳处理。
碳氮共渗是以渗碳为主一起进入氮的化学热处理工艺。它在必定程度上克服了渗氮层硬度虽高但渗层较浅,而渗碳层虽硬化深度大,但外表硬度较低的缺点。
运用较广泛的只要气体法和盐浴法。气体碳氮共渗介质是渗碳剂和渗氮剂的混合气,例如滴煤油(或乙醇、丙酮)、通氨;吸热或放热型气体中酌加高碳势富化气并通氨;三乙醇胺或溶入尿素的醇连续滴注。[C]、[N]原子的发作机制除与渗碳、渗氮相同外,还有共渗剂之间的合成和分化:
CO+NH3===HCN+H2O
CH4+NH3===HCN+3H2
2HCN===2[C]+2[N]+H2
碳氮共渗并淬火火后的组织为含氮马氏体、碳氮化合物和残余奥氏体。深0.6~1.0mm的碳氮共渗层的强度、耐磨性与深1.0~1.5mm的渗碳层相当。为削减变形,中等载荷齿轮等可用低于870℃的碳氮共渗代替930℃进行的渗碳。
跟着稀土催渗(碳稀土共渗)和可部分取代浅层渗碳与碳氮共渗的氮碳共渗或硫氮碳共渗的推行,碳氮共渗的运用面有变窄趋势。
碳氮共渗是在模具零件表层一起进入碳、氮的热处理进程。与单一渗 碳比较,碳氮共渗有许多特色,如碳氮共渗温度较渗碳温度低,因而渗碳 进程中奥氏体晶粒较细小,共渗后一般可直接淬火。因而简化了出产工序, 节约了能源,并削减了模具零件的变形。1)碳氮共渗依据运用介质的物理状况不同,能够分为气体碳氮共渗, 液体碳氮共渗、固体碳氮共渗3类。
2)依据共渗温度的不同,又可分为低温 (500℃~600℃),中温 (700℃~800℃) 和高温 (900℃~950℃) 碳氮共渗3种。其间低温碳氮共 渗即广泛运用的软氮化法,其表层主要以渗氮为主,用以进步模具零 件的外表耐磨性和抗咬合性; 中温碳氮共渗,其目的与渗碳类似,主要是 进步模具零件的外表硬度,它与渗碳比较,将使零件具有更好的耐磨性和 抗疲劳功能; 高温碳氮共渗,以渗碳为主。在我国热处理厂家中以中温气 体碳氮共渗和低温氮碳共渗运用较广。
中温气体碳氮共渗
中温气体碳氮共渗的介质实际上是渗碳和渗氮用的混合气体。在热处理出产中常用的办法是在井式气体渗碳炉中滴入煤油,使其热分化出 渗碳气体,一起向炉中通入氨气。在共渗温度下,煤气与氨气除了独自进 行渗碳和渗氮的效果外,它们相互之间还可发作化学反应发作活性碳、氮 原子。
此外,有的工厂选用渗碳富化气 (甲烷、丙烷、城市煤气等) 加氨、 三乙醇胺、丙酮加甲醇加尿素等作为共渗剂。
碳氮共渗温度随钢种而异,一般在820℃~870℃范围内挑选。碳氮共 渗时刻取决于渗层浓度、共渗温度、共渗介质及钢的化学成分。 [2] 
低温氮碳共渗
氮碳共渗 (软氮化) 是在含有活性碳、氮原子的介质中一起进入氮和 碳,并以渗氮为主的低温碳氮共渗工艺。
1) 气体软氮化的工艺参数是软氮化温度和时刻以及进入介质的活性和 加入量,同样是依据模具的技能要求来挑选。热处理厂气体软氮化 的介质主要是: 50%氨气+50%吸热型气体。
2) 软氮化的温度通常为530℃~580℃,在570℃左右氮在α相中具有 最大溶解度。对于高速钢和高铬模具钢,为坚持工件的整体强度和红硬性, 软氮化温度不能超过其回火温度。
3) 软氮化时刻为1~6h范围。软氮化后的工件一般选用快冷 (油冷)。 快冷不只使氮化件外表色泽好,并且能进一步进步零件的疲劳强度。对变 形要求小的工件,软氮化后应当缓冷。
4) 氮碳共渗赋予工件耐磨损、耐疲劳、抗咬合和擦伤的功能,以及处 理时刻短、温度低、变形小的特色,并且不受钢种约束,适用于碳素钢、 合金钢、铸铁及粉末冶金等资料。现已普遍地用于对模具、量具、刃具以 及耐磨零件进行的化学热处理,并获得杰出的效果。
碳氮共渗的主要特色编辑
1) 气体碳氮共渗的力学功能统筹于渗碳层和渗氮层的长处。与渗碳层 比较外表硬度更高、耐磨性好,一起还具有必定的抗蚀性,以及因为共渗 层存在残留压应力而进步了钢的疲劳极限; 与渗氮比较,共渗层深度深, 外表脆性小。
2) 因为氮的进入进步了渗层的淬透性,共渗后可用渗碳温度较低及较 缓冷却介质淬火,削减了模具的变形,并且奥氏体晶粒比渗碳细,进步了 模具零件的心部耐性。
3) 气体碳氮共渗速度大于独自渗碳或独自渗氮的速度,缩短了出产 周期。
4) 碳氮共渗适用于基体具有杰出耐性,而外表硬度高、耐磨性好的模 具零件,如塑料模及冲裁模中的凸模及凹模等零件。
碳氮共渗工艺运用实例编辑
钼片精冲模气体碳氮共渗工艺:
①精冲模具制作资料。8Cr2MnWMoVS (8Cr2S) 钢。
②碳氮共渗工艺
a. (600℃~620℃)×1 min/mm盐浴预热。
b. (890℃~900℃)×0.5 min/mm盐预加热。
c. 450℃~500℃→220℃~250℃硝盐分级淬火,硬度63~64 HRC。
d. (580℃~600℃)×2h回火,硬度46~48 HRC。
e.模具成形后,进行气体碳氮共渗,共渗剂为甲酰胺,催渗剂为稀土, 工艺为 (550℃~560℃)×4h。
冷弯机轧辊碳氮共渗工艺:
①冷弯机轧辊制作资料。资料为GCr15。
②冷弯机工作条件。工作中承受很大负荷,杂乱的高变应力,冲击和 磨损效果。因而,在制作进程中,成形后,选用高浓度气体碳氮共渗强化 工艺。
③工艺进程
a. 830℃×(3~4h) 进行高浓度碳氮共渗,设备为FS77-1型滴控井式 炉,用KZW1052单片机控温。共渗剂为煤油+氨气。煤油滴量为8~ 12 mL/min,炉压为0.1006~0.1010 MPa。
b.共渗后,直接淬油,油冷至180℃左右出油空冷。回火在RJJ-65-6 型井式炉中进行,180℃×2h×2次回火。
④共渗后组织。渗层为含氮马氏体+碳氮化合物+合金氮化物+少数 残留奥氏体。渗层碳质量分数达1.65%,氮质量分数为0.6%左右。外表 硬度889 HV,共渗层厚度为0.5~0.7 mm。
3Cr2W8V(H21) 钢制作照相机机身压铸模两段氮碳共渗工艺:
①共渗设备及共渗剂。氮碳共渗可在JT-25型气体渗碳炉中进行,用 氨和乙醇作渗剂,以35gCaCl2为催渗剂,40gNH4Cl为洁净剂。CaCl2和 NH4Cl需分别装在两个不锈钢小盒内,并在上覆盖硅砂,然后置于渗氮 罐上。
②共渗工艺进程
a.模具装炉前必须经汽油、酒精清洗。
b.通氨排气,升温时刻约20min。
c.按570℃×4h及600℃×2h分两段共渗,通氨量皆为500~560L/h, 无水乙醇量约为50~60 d/min。
d.处理完毕后关闭乙醇,继续按50~100L/h通氨,坚持炉内正压 400~600 Pa。
e.渗后出炉可空冷或油冷,回火温度为200℃。
f.氮碳共渗时要防止氯化铵 (NH4Cl)堵塞排气口,影响炉压。
4) 5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)钢制作话机盖压铸模气体氮碳共渗。
a.预热 (400℃~500℃)×2min/mm空气炉预热。
b.淬火 (800℃~900℃)×1 min/mm盐浴加热,淬火介质为热油。
c. 回火 575℃以下在硝盐炉中回火; 高于600℃在气体渗碳炉 (或井 式炉) 中回火。
d.共渗 550℃×(3~4h) 气体氮碳共渗。

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