氣體滲氮工藝和參數怎樣進行選擇?

2021-01-19 材料成型

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氣體滲氮工藝和參數主要根據零件的滲氮層深度和表面硬度要求來確定。常用滲氮工藝有三種：等溫滲氮法、兩段滲 氮、三段滲氮。其主要工藝參數（溫度、時間、氨分解率）、作用、特點和應用如下。


    等溫滲氮溫度一般為500～510℃，保溫時間48～100h，滲層深度可達0. 45～0. 60mm，表面硬度在900HV以上，滲氮層脆性較大。   


 a．前期氨分解率控制在低限，使表面迅速形成彌散度大的氮化物，以獲得高硬度的表面層。

    b．後期氨分解率升高，使表層氮原子向內層擴散，增加滲層厚度。

    c．為了降低滲層脆性，在滲氮結束前可進行2h擴散處理，以降低表層氮濃度。這時氨分解率可控制在70%以上。

    d．對變形要求比較嚴格的零件，滲氮結束後應爐冷至180～200℃出爐。

    一般可冷至450℃以下快冷。


    a．滲氮溫度低，零件變形小，可獲得高硬度的表面層，操作簡便，但滲氮層淺，生產周期長。

    b．表面易產生富氮脆化層，有時還會有疏鬆層。

    c．適用於滲氮層變形要求嚴，硬度要求高的零件。





    兩段滲氮為先在510℃滲氮，再升高至530～540℃滲氮，兩段的保溫時間相等或後段略長，其滲氮時間比等溫滲氮少1/3左右。表面硬度低，為30～50HV。

    



    a．一段滲氮的分解率較低，使表面可形成顆粒細小、彌散度高的氮化物，得到較高的表面硬度。

    b．二段滲氮的溫度和氨分解率升高，加速了氮的擴散，增加了滲層深度，縮短了生產周期，硬度梯度變得平緩，同時亦可減薄脆性的白亮層。

    



    a．在保證表面得到高硬度的前提下可縮短生產周期，同時又可得到較深的滲氮層。

    b．適用於滲氮層較深，要求表面較硬而結構簡單的零件。



    三段滲氮為510℃滲氮，再升溫至550～560℃滲氮，然後降至520～530℃滲氮，保溫時間大約各佔1/3，滲速更快，表面硬度與兩段滲氮相似，但變形略大一點。   



    a．一段在滲氮溫度低，氮分解率低的情況下，使最外層氮濃度達到飽和。

    b．二段升高溫度，增加了氨分解率和氮原子向內部的擴散速度。

    c．三段繼續滲氮，使表面層氮濃度達到最佳濃度而不使表面硬度過低。    



    滲氮時間短，滲層深，但工藝過程較複雜，不易控制。滲氮溫度允許偏差值為±10℃，滲氮時間一般由隨爐試樣測得滲層深度決定。滲氮前預備熱處理多採用調質處理，一般件允許採用正火處理。


來源：青島豐東

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