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气体渗氮需要注意哪几个问题?

文章出处:未知 人气:发表时间:2019-03-23 20:03
普通气体渗氮是机械制造为广泛应用的表面强化工艺,但周期长、操作复、渗氮质量不易稳定。因此,如何稳定工艺、缩短生产周期、减注脆性就必须对生产过程的工艺参数进行控制。
 
1、      升温方法
最好采用阶梯升温。因为普通的箱式或井式电炉在500~600℃以下升温速度相当快,如果渗氮件随炉不加控制升温,则炉温一般在2~5h左右就可升至渗氮温度,这时工件温度尚与炉温有一差值,工件截面越大或装炉量越多,二者差值越大,因此难以准确计算出渗氮时间。采用阶梯升温法,可显著减少炉温与工件的温差,还可减小形状复杂的工件变形。阶梯升温规范决定于工件的大小、装炉量及工件形状复杂程度,一般为每升高50~100℃保温20~40min。
2、            氨气分解率
氨气进入渗氮炉以前必须经过干燥,常用的干燥剂有无水氯化钙、硅胶、生石灰等。从吸水效果来,以无水氯化钙为最好。干燥剂必须要有足够的体积,主要根据氨气用量凭经验选择。
    氨气分解率在实际操作中,往往控制在一个比较宽的范围。下表(1)为常用的不同温度下分解率控制范围,表(2)为氨分解率对渗层深度、硬度的影响。
 表(1)氨分解率对渗层深度影响
渗氮温度℃
分解率(%)
一段渗氮
一段渗氮
510
18~35
18~25
530
25~45
30~40
550
35~55
35~55
 
表(2)氨分解率对硬度的影响
氨分率(%)
渗氮层深度/mm
表面硬度(HV)
20
0.60
850
40
0.60
915
60
0.60
1000
80
0.58
850
 
   为减小渗层脆性,便于操作,节省氨气(510渗氮,分解率从30增高到50,氨气消耗量可以减少25),氨分解率尽可能提高。
3、      冷却方式
大多数渗氮工件是通氨随炉缓冷至150~200℃,这种冷却方式平均冷却速度约为15~25℃/h,故冷却时间很长,甚至几十个小时,一般认为缓冷使渗氮层脆性增大,另外缓冷还降低工件的抗蚀性。因此,为缩短渗氮周期,改善渗氮层性能,渗氮后以快冷为宜,甚至可以出炉油冷。为减少变形,可将平均冷却速度控制在50~80℃/h比较恰当。即将渗氮罐移出炉外或在渗氮罐与加热体之间通以压缩空气冷却。对于形状复杂,变形要求严格的工件,也可炉冷至400-500℃后将渗氮罐移出炉外空冷。
4、                炉炉量
装炉量为根据炉罐有效尺寸、装炉方式计算出的理论装炉量的1/2~1/3较为合理。
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