2022-07-20

氮化常用材料
在氮化过程中,传统合金钢材料中的铝、铬、钒、钼元素与初生氮原子接触时,能生成稳定的氮化物,特别是钼元素,不仅是氮化物元素,还能降低氮化时产生的脆性。其他合金钢中的元素,如镍、铜、硅、锰等,对氮化特性的贡献不大。
一般来说,如果钢中含有一种或多种氮化物形成元素,则氮化后的效果是比较好的。其中铝是最强的氮化元素,以0.85~1.5%铝的氮化效果最好;如果铬含量足够,也能得到良好的效果;不含合金的碳钢,由于由此产生的渗透,氮层很脆,很容易剥落,不适合作为渗氮钢。
氮化工艺流程
1)渗氮前零件的表面清理
大多数零件在脱脂后可以立即通过气体脱脂进行氮化。有些零件也需要用汽油清洗,但如果在氮化前的最终加工方法中采用抛光、研磨、抛光等,可能会产生阻碍氮化的表面层,导致氮化后氮化不均匀,产生弯曲等缺陷。此时应采用以下两种方法之一去除表层。第一种方法是氮化前用气体除油。然后用氧化铝粉对表面进行喷砂(研磨清洁)。第二种方法是在表面涂上磷酸盐涂层。
2)氮化炉废气
将加工好的零件放入氮化炉中,加热前密封炉盖,但在150℃之前必须排除炉内空气。
排气的主要作用是防止氨气与空气接触分解时产生爆炸性气体,并防止物体表面被氧化。使用的气体是氨气和氮气。
3)氨分解率
渗氮是通过其他合金元素与初生氮接触进行的,但初生氮的产生是氨气接触加热钢时钢本身成为催化剂,促进氨的分解。
虽然氮化可以在不同分解率的氨气下进行,但一般采用15-30%的分解率,根据氮化厚度的不同,至少4-10小时,处理温度保持在520℃左右。
4)冷却
大多数工业氮化炉都配有热交换器,以便快速冷却加热炉和加工零件。即氮化完成后,关闭加热电源,将炉温降低50℃左右,通双氨流量,然后开启换热器。同时要观察排气管上是否有气泡,以确认炉内正压。当氨气稳定后,减少氨量,直至炉内达到正压。当炉温降至150℃以下时,方可打开炉盖。
目前氮化处理主要有3种
| 内容比较 | 气体渗氮 | 液体渗氮 | 离子/等离子渗氮 |
| 对环境的污染 | 重的 | 重的 | 没有任何 |
| 安装环保设施的必要性 | 必需的 | 必需的 | 不必要 |
| 城市工业验收 | 不可接受 | 不可接受 | 可以接受 |
| 生产周期时间 | 长的 | 短的 | 短的 |
| 氨消耗量 | 大的 | * | 很少 |
| 能源消耗 | 大的 | 小的 | 小的 |
| 生产成本 | 更高 | 高的 | 低的 |
| 设备投资 | 低的 | 低的 | 高的 |
| 设备的复杂性 | 简单的 | 简单的 | 更复杂 |
| 需要工艺 | 是的 | 是的 | 是的 |
| 氮化物层结构的可控性 | 不可控 | 不可控 | 可控的 |
| 氮化性能 | 好的 | 好的 | 出色的 |
| 可接受的渗氮材料 | 许多 | 许多 | 更多的 |
| 渗氮对不锈钢的影响 | 难以处理 | 易于操作 | 最简单的处理 |
| 工件变形 | 大的 | 大的 | 小的 |
| 非氮化表面的保护 | 复杂的 | 复杂的 | 简单的 |
| 工件清洁度要求 | 高的 | 高的 | 更高 |
| 对操作者的要求 | 高的 | 高的 | 高的 |
| 操作人员现场环境 | 贫穷的 | 贫穷的 | 好的 |
| 操作人员劳动强度 | 劳动强度低 | 劳动强度低 | 劳动强度较低 |
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