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低温盐浴渗氨工艺研究西华大学材料科学与工程学院( 四川成都6 10 0 39 )祝伟罗德福T 热处理I艺上e c h n o 如g y【摘要】 渗氮工艺温度通常在50 0 ~60 0 ’ c, 本研究采用熔点低于4 30 "17 以下的氮化盐, 在4 30 ~4 50 "C低温条件下, 对4 5钢和4 2C rM o 两种材特的试样进行低温渗氮处理, 对处理后试样的渗层深度、 渗层组织、表面硬度等性能指标进行了检测分析。 采用低温盐浴渗氮技术, 试样渗层深度、 渗层致密度及表面硬度均可达到良好的效果, 同时获得了4 5钢和4 2C r M O : 材料低温盐浴渗氮的优化工艺。1. 概述盐浴渗氮是指在一定温度下的熔盐中, 将氮( 碳)以化合物、 间隙固溶等形式渗入被处理件的表层, 以改善材料表...
低温盐浴渗氨工艺研究西华大学材料科学与工程学院( 四川成都6 10 0 39 )祝伟罗德福T 热处理I艺上e c h n o 如g y【摘要】 渗氮工艺温度通常在50 0 ~60 0 c, 本研究采用熔点低于4 30 "17 以下的氮化盐, 在4 30 ~4 50 "C低温条件下, 对4 5钢和4 2C rM o 两种材特的试样进行低温渗氮处理, 对处理后试样的渗层深度、 渗层组织、表面硬度等性能指标进行了检测分析。 采用低温盐浴渗氮技术, 试样渗层深度、 渗层致密度及表面硬度均可达到良好的效果, 同时获得了4 5钢和4 2C r M O : 材料低温盐浴渗氮的优化工艺。1. 概述盐浴渗氮是指在一定温度下的熔盐中, 将氮( 碳)以化合物、 间隙固溶等形式渗入被处理件的表层, 以改善材料表层硬度和耐磨性的表面改性技术, 其发展经历了约一个世纪, 从最初以剧毒氰化物为主的盐浴成分慢慢地发展为现在大范围的应用于汽车零部件和模具行业的以氰酸盐( M e C N O )为主的无污染低温盐浴渗氮处理技术。相对于其他渗氮技术, 盐浴渗氮主要有如下一些特点: ①与气体渗氮和离子渗氮比较, 盐浴渗氮工艺流程简单, 设备投资较少, 生产所带来的成本低, 气体渗氮和离子渗氮因受气氛控制、 分解率, 气压等影响, 处理质量的控制难度要明显高于盐浴渗氮。②盐浴中熔盐的流动性和温度均匀性高, 使得零部件处理质量的均匀性得到较好的保证。 ③由于渗氮工艺属基体无相变的化学热处理技术, 所以零件的变形非常小。 ④盐浴渗氮简便实用, 可操作性强,处理对象几乎涵盖所有对基体强度无特别的条件的钢铁零部件。尽管盐浴渗氮技术有其独特的优点, 但由于处理温度处于绝大多数钢的高温回火温度区间, 对于经过淬火+ 回火的高合金工具钢而言, 盐浴渗氮处理会造成心部硬度降低, 不锈钢渗氮处理后则耐蚀性能明显降低。 因此, 对既要求良好的耐蚀性能又要求较好摩擦性能的零件, 常规的盐浴渗氮处理难以满足规定的要求, 制约了盐浴渗氮工艺的发展。 未解决该矛盾, 近20 年来, 国内外竞相开发处理温度不高于50 0 U 的渗氮技术, 并已获得成功。 表1是开发的几种低温渗氮技术。表1低温渗氮技术渗入 处理温度元素N研究与应用单位过程名称工艺方法, ℃英国伯明翰大学I T P N< 4 5 0离子法D e g u ssa 公司N e b n iteN + C4 8 0 ~5 2 0盐浴法离子法法国N itru v idN iiv o x 2N4 0 0日本: N ih o n P a k e r iz in gP a lso n iteN + C4 5 0 ~4 9 0氯化盐浴法日本A in w a terL tdN V i留级渗氮N3 0 0 ~4 0 0气体+ 氟武汉材料保护研究所大连理工大学低温渗氮低温渗氮N + C4 8 0 ~5 2 0盐浴法离子法N《52 0目前, 盐浴渗氮工艺处理温度大多分布在在50 0 ℃以上, 若将盐浴渗氮温度降低到4 6 0 1C 以下,需要克服许多技术难点, 例如, 如何调整成分以降低盐浴熔点, 在低温条件下控制盐浴的氮势, 确保盐浴成分的稳定等。 这些在盐浴渗氮行业都是开创性的工作, 也是非常有必要的工作。 低温渗氮的渗氮层耐蚀性能比高温渗氮的渗氮层好。 另外, 低温渗氮能在保持基体材料强韧性的基础上赋予其表层优良的特殊性能, 成倍提高工件的常规使用的寿命, 充分的发挥了材料的潜力, 且能耗低。爹露肛?眦一溉赫细淼篙7 7