氣體碳氮共滲工藝的編制

發布時間：2013-12-9 16:52:35

中溫氣體碳氮共滲與滲碳相比，由于氮的滲入，降低了奧氏體化的溫度，使碳氮共滲可在較低的溫度下進行，這樣使零件的變形小且不易過熱，設備和工夾具的壽命也將延長。中溫氣體碳氮共滲的工藝操作與氣體滲碳大致相同。所不同的是，在不斷向爐內供給滲碳劑的同時，需不斷供給氨氣。 (1)中溫氣體碳氮共滲的介質常用的氣體碳氮共滲介質是由滲碳劑（如煤油、甲烷、丙烷等）與氨所組成。液體有機化合物十氨：①煤油+氨；②甲醇+乙醇+氨。液體有機化合物分別裝在不同容器中，通過滴注器滴人爐內。氨氣經減壓和干燥后通人爐內。氣體滲碳劑+氨：吸熱式氣+甲烷（或丙烷）+氨。吸熱式氣露點控制在O℃左右。通入5%～10%的甲烷（或1%～3%丙烷）。氨通人量1%～10%。氣態氨通人工作爐前應經過含有0. 5nm分子篩或硅膠的干燥器中吸水，分子篩和硅膠根據使用量的情況應定期在200℃左右烘干3h以上脫水。碳氮共滲介質的加入量按每小時為爐膛體積的3～8次，小型設備取下限。煤油與氨氣的加入量要有一定的比例。 (2)中溫氣體碳氮共滲溫度對碳鋼和低合金鋼，常用840～860℃，在此溫度范圍內晶粒不長大，變形小，滲速適當并可在滲后直接淬火，溫度超過900℃純滲碳，易過熱致使晶粒粗大。對受力不大、要求變形小的薄壁耐磨件（自行車、縫紉機及儀表件）可在780～800℃共滲，800℃共滲工件心部不發生相變，韌性好，表面得到碳氮化合物和馬氏體，溫度再低，表面易形成脆性高的化合物。 (3)中溫氣體碳氮共滲時間根據深層深度確定共滲時間，深層深度與共滲時間存在一定的關系。兩階段氣體碳氮共滲時，第一、二階段的時間基本相等，第二階段時間包括中間降溫時間。 (4)有效硬化深度的確定滲碳氮層深度和有效滲碳氮層是不同的概念，有效滲碳氮層不僅和滲碳深度有關，而且還和工件形狀、質量、熱處理加熱、保溫時間以及淬火介質冷卻特性等因素有關，有效滲碳氮層具有實用價值。有效硬化層以HRC=50為界，通常采用參考碳量，即在一定淬火條件下要達到指定的有效硬化層深度所需要的含碳量，參考碳量可以使用的格羅斯曼和端淬曲線來得到，不同含碳量鋼的端淬曲線通過試驗方法確定，也可以用計算法或借助于手冊。油冷的冷卻強度H=0.2（無攪拌）～0.7（強烈攪拌）in，水冷的H=1.0（無攪拌）～1.5（強烈攪拌）in，鹽水冷卻的H=2.0（無攪拌）～5.0（強烈攪拌）in。H越大，冷卻越快。 (5)碳氮共滲的碳勢碳勢設定要求一般在0. 80%～1. 00%C。供滲階段的爐內壓力應該保持在100～200MPa。 (6)共滲后熱處理 ①低碳鋼零件共滲后可以直接在小于40℃的自來水中淬火；
　　②低碳合金鋼、中碳結構鋼件形狀簡單，可在小于80℃機油中冷卻；
　　③零件回火前必須按清洗防銹工藝去油，中間防銹后再回火；
　　④共滲件一般低溫剛火(180 -220)℃×2h即可，裝爐量多應延長時間，爐氣應該循環，否則應力不能完全消除；
　　⑤對熱處理要求變形小的零件，可以在閃點高的油中淬火，對合金鋼制件，也可以采用分級等溫淬火；
　　⑥共滲后需機加工件，共滲后應該空冷或緩冷，但重新加熱淬火時袁面應進行保護，防止脫碳氧化；
　　⑦含鉻、鎳的高合金鋼如 12CrNi3A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA等工件共滲后可直接用油淬火，并冷處理（- 70～-80℃），然后再低溫回火，同樣也可以用高溫回火(600～650℃)代替冷處理（減少殘余奧氏體），然后再重新加熱到800～850℃淬油，并低溫回火。本文參考《熱處理工藝問答》一書。

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