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渗氮渗层脆性超标原因-等离子渗氮

来源 : 等离子渗氮 作者 : admin 发表时间 : 2016-07-18 浏览 : 188

        渗氮,是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。常见有液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮。传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中,通以流动的氨气并加热,保温较长时间后,氨气热分解产生活性氮原子,不断吸附到工件表面,并扩散渗入工件表层内,从而改变表层的化学成分和组织,获得优良的表面性能。如果在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散,则称为氮碳共渗

      等离子渗氮质量问题中最突出的是渗氮脆性问题。首先对造成渗氮脆性的原因进行分析,并在工艺中加以有效地控制。通常认为渗层中的白亮层具有较大的脆性,因此应尽量减少白亮层以避免脆性。造成渗层脆性超标主要有以下3个原因:

第一:
       渗氮炉气氮势过高 

        为提高渗氮速度,我们曾采用提高氮势的方法,试验工艺。其渗层脆性达到2~3级,渗层脆性超标,不能满足生产技术要求。

     根据Fe-N状态,纯铁于(500~590)℃渗氮后,其渗层的典型组织由表及里是E、Cø和A相,其中E相的含氮量在500℃以下时,大致在8.1%~11.0%之间变化。氮化处理企业指出,如果在渗氮结束时,工件表面E相的氮浓度达到11.1%以上,则在慢冷下来后表面必然会有部分转变为N相。N相是具有正交菱形点阵的间隙相,非常脆。因此,渗层脆性的高低主要取决于渗层表层中N相和E相的相对数量的多少,当N相占主导地位时,表面脆性就很高。所以渗氮炉气氮势过高会造成渗层脆性超标。

第二:
   渗氮温度过高 

        渗氮温度不宜超过580℃。因渗氮温度过高会促使脉状组织的形成,造成组织长大,同时渗层疏松,导致脆性增大。我厂曾有一批38CrMoAl钢齿轮,渗氮温度超过580℃,造成严重的组织缺陷,组织疏松为2级,扩散层有严重的脉状组织和氮化物网,渗层脆性达3~4级。

第三:
        调质硬度过低 

          渗氮工件的承载能力和使用性能除了取决于渗层的组织、深度、硬度和硬度梯度外,与心部的组织和强度有着密切关系。渗氮前调质处理使工件具有均匀的回火索氏体组织,使工件心部获得良好的力学性能。如果调质硬度过低,不仅影响渗氮质量,而且渗层因基体强度太低而得不到强有力的支撑。我厂曾有过渗氮齿轮在使用中接连出现剃齿的情况,原因是机加工调质齿轮比较困难,便要求降低调质硬度,结果造成剃齿,损失很大。
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