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    1. 常規滲氮工藝:二段滲氮法

      發布者: 發布時間:2016/10/13 10:39:53 閱讀:次 【字體:

          由于滲氮過程中的沉淀硬化產物(混合伯聚區)具有相對的穩定性,如果先在500 Y左右滲氯一段時間,形成細小的沉淀物,然后再升溫到550霓繼續滲氮,則原先在較低溫度下已形成的沉淀物在幾十小時之內不會有明顯的長大.利用這一規律,發展了二段滲氮工藝(圖11.42)o這種工藝能保持較高的表面硬度,時間比一段溶氨短得多,但變形比一段診氮大。二段海氮工藝的具體溫度與鋼種以及所要求的滲層深度有關。

      圖11.42 二段滲氮工藝曲線

        圖11.42 二段滲氮工藝曲線

        目前工業生產中沿用上述兩種常規穆氯工藝都選擇很低的氮分解串,在摻層表面形成比較厚的化合物層,對于38c刪oAl答含有強烈形成氮化物元素的合金海氮鋼,在撩氮后霄要用磨削加工等方法去除表面化合物層,才能投入使用。而且氨的消耗量也很大,爐因易于老化,這些都是常規滲氮的缺點

        由于采用很低的氨分解串,氣相的氮勢遠遠高于門檻值,在滲氮初期很快就形成化合物層,與之接塌的M—比達到飽和氮濃度.使擴散層很快就形成最大的濃度梯度.有利于氮向內擴散.可達到在同樣溫度下最大的滲氯速度,擴散層深度與硬度的偏差也比較小。因此在過去沒有拿握氮勢精確控制技術的情況下,常規滲氯工藝也有一定的合理性。

        滲氮的裝爐和升溫規程對滲氮層的組織與性能基本上沒有影響,應著望考慮變形問題?蒛有不同的選擇。早年曾有入主張低溫裝爐,并在刪。250霓以下通人氨氣,將爐內的空氣排凈,然后再升溫,以免工件表面氧化。但后來的研究表明,用須氮化的方法在工件表面形成氧化膜,可UAn快滲氯初期的診氮速度.井改善滲氮的均勻性.因此可以考慮采用以下的方法:工件裝爐后升沮至450。470℃,保溫一定時間使得爐內溫度趨于均勻,然后升溫至滲氮溫度,滴入水或通入水蒸氣排除爐內的空氣.待爐內溫度均勻后通人氨氣進行滲氮,這樣有利于改警滲氮層的均勻性,也有利于控制滲氮件的畸變。

        關于滲氯后的冷卻,目前許多工廠沿用如下方法.即滲氯后在爐內紹姬冷卻,并在冷卻過程中繼續通入氨氣,直至爐溫低于250℃.甚至150℃才出爐。其出發點是避免冷卻時工件變形,以及避免工件表面氧化,保持銀灰色的外觀。但這種傳統購診氮后冷卻方法有值得商桂之處。

        (1)診氮零件變形主要不是發生在摻后冷卻階段。治氮溫度并不高,即使潦后出爐空冷,甚至油冷.大多數零件也不至于變形超差。為了控制璃變而規定爐冷至250 Y.一船而言是不合理的。

        (2)滲氮后提前出爐,會在工件表面出現氧化色,但只是形成一層很薄的氧化膜,并不會影響滲雙層的性能。最近的研究還表明,氧化膜具有減小摩擦系數的作用.所以要求滲氮零件表面保持銀灰色也是不必要的。

        ( 3)在低溫下*特別是在400℃以下,爐冷的速度十分緩慢,到250℃以下,需要幾十小時.采用爐冷低溫出爐的工藝使生產效率和設備利用串顯著降低,氨的消耗量增加。

        漆氮后快冷所產生的擦氮層淬火時效的附加強化效果有利于提商疲勞強度,而對于一些有回火腕性傾向的合金鋼,滲氯后慢冷對韌性有不利的露響?傊,診氮后的出爐溫度和冷卻方式,應根據具體情況.做合理的規定.滲氮后出爐溫度選擇在海氯溫度至場o℃之間比較合理.可以根據零件是否容易變形做具體選擇。

        常規滲氮的缺點在于使用的氨分解率偏低(氯勢過高),范圍也太寬,常常形成較厚的化合物層[圖L1.43(a)]以及大量脈狀氮化物[圖11.43(b)],脆性較大(參見團1160、圖1].61)。

      圖11.43 常規滲氯顯微組織(38CrM。AI鋼,硝酸酒精浸蝕)(800x

  (a)表層i (b)次表層

        圖11.43 常規滲氯顯微組織(38CrM。AI鋼,硝酸酒精浸蝕)(800x

        (a)表層i (b)次表層

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