❶ 請問滲氮處理的原理是什麼
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鋼的氮化(氣體氮化)
概念:氮化是向鋼的表面層滲入氮原子的過程,其目的是提高表面硬度和耐磨性,以及提高疲勞強度和抗腐蝕性。
它是利用氨氣在加熱時分解出活性氮原子,被鋼吸收後在其表面形成氮化層,同時向心部擴散。
氮化通常利用專門設備或井式滲碳爐來進行。適用於各種高速傳動精密齒輪、機床主軸(如鏜桿、磨床主軸),高速柴油機曲軸、閥門等。
氮化工件工藝路線:鍛造-退火-粗加工-調質-精加工-除應力-粗磨-氮化-精磨或研磨。
由於氮化層薄,並且較脆,因此要求有較高強度的心部組織,所以要先進行調質熱處理,獲得回火索氏體,提高心部機械性能和氮化層質量。
鋼在氮化後,不再需要進行淬火便具有很高的表面硬度大於HV850)及耐磨性。
氮化處理溫度低,變形很小,它與滲碳、感應表面淬火相比,變形小得多
鋼的碳氮共滲:碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程,習慣上碳氮共滲又稱作氰化。目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲(即氣體軟氮化)應用較是廣。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度,耐磨性和疲勞強度,低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主,其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。
鋼的化學熱處理-氧氮共滲
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當鋼在滲氮的同時通入一些含氧的介質,即可實現其氧氮共滲處理。處理以後的工件兼有蒸汽處理我滲氮處理的共同優點。
1. 氧氮共滲的特點:氧氮共滲後滲層可分三個區,表面氧化膜,次表層氧化區和滲氮nitriding。表面氧化膜與次表層氧化區厚度相近,一般為2-4μm.氧氮共滲後形成多孔Fe3O4層具有良好的減摩擦性能、散熱性能及抗粘著性能。
2. 氧氮共滲介質:氧氮共滲時一般用得較多的是不同濃度的氨水。氮原子向內擴散形成滲氮層,水分解形成氧原子向內擴散形成氧化層並在工件表面形成黑色氧化膜。
3. 氧氮共滲的主要用途: 氧氮共滲主要用於高速鋼刀具的表面處理。共滲時的溫度一般為540-590℃,時間通常為1-2小時。氨水濃度以25%-30%為宜。排氣升溫時通氨量應大些,以利於迅速排空爐內空氣。共滲期間通氨量應適中,降溫及擴散時應減少氨的滴入量。熱處理爐可採用有1Cr18Ni9Ti不銹鋼製成爐罐的井式氮化爐代用。爐罐應保護密封性(最好採用真空水冷橡膠密封)。爐頂應有一台密封循環風扇。爐內保持300-1000Pa的正壓.
鋼的熱處理--軟氮化
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為了縮短氮化周期,並使氮化工藝不受鋼種的限制,在近一、二十年間在原氮化工藝基礎上發展了軟氮化和離子氮化兩種新氮化工藝
軟氮化實質上是以滲氮為主的低溫碳氮共滲,鋼的氮原子滲及的同時,還有少量的碳原子滲入,其處理結果與前述一般氣體氮相比,滲層硬度較低,脆性較小,故稱為軟氮化。
1.軟氮化方法,軟氮化方法分為氣體軟氮化和液體軟氮化兩大類。目前國內生產中應用最廣泛的是氣體軟氮化。<,br>氣體軟氮化是在含有活性碳、氮原子的氣氛中進行低溫碳、氮共滲,常用的共滲介質有尿素、甲醯胺和三乙醇胺,它們在軟氮化溫度下發生熱分解反應,產生活性碳、氮原子。
活性碳、氮原子被工件表面吸收,通過擴散滲入工件表層,從而獲得以氮為主的碳氮共滲層。
氣體軟氮化溫度常用560-570℃,因該溫度下氮化層硬度值最高。氮化時間常為2-3小時,因為超過2.5小時,隨時間延長,氮化層深度增加很慢。
2.軟氮化層組織和軟氮化特點:鋼經軟氮化後,表面最外層可獲得幾微米至幾十微米的白層,它是由ε相、γ`相和含氮的滲碳體Fe3(C,N)所組成,次層為0。3-0。4毫米的擴散層,它主要是由γ`相和ε相組成。
軟氮化具有以下特點:
(1)處理溫度低,時間短,工件變形小。
(2)不受鋼種限制,碳鋼、低合金鋼、工模具鋼、不銹鋼、鑄鐵及鐵基粉未冶金材料均可進行軟氮化處理。工件經軟氮化後的表面硬度與氮化工藝及材料有關。
3.能顯著地提高工件的疲勞極限、耐磨性和耐腐蝕性。在干摩擦條件下還具有抗擦傷和抗咬合等性能。
4.由於軟氮化層不存在脆性ξ相,故氮化層硬而具有一定的韌性,不容易剝落。
因此,目前生產中軟氮化巳廣泛應用於模具、量具、高速鋼刀具、曲軸、齒輪、氣缸套等耐磨工件的處理。
應注意的是,氣體軟氮化目前存在問題是表層中鐵氮化合物層厚度較薄(0.01-0.02mm),且氮化層硬度梯度較陡,故不宜在重載條件下工作。另外,在氮化過程中,爐中會產生HCN這種有毒氣體,因此生產中要注意設備的密封,以免爐氣漏出污染環境。
❷ 請問常用的氮化方法有哪幾種
常用的氮化方法有氣體氮化、離子氮化、碳氮共滲(軟氮化)等
❸ 離子滲氮與其它滲氮方法的比較
①滲氮速度快。②可以通過調節引入氣體的成分,獲得希望的滲氮層,即滲氮組織可控。③用輝光放電直接加熱工件表面,無需輔助加熱設備,方便、節能,又可獲得均勻的加熱溫度。④處理溫度低,熱變形小。⑤因為是真空處理,表面無氧化,適於成品處理。⑥用普通方法難以滲氮的不銹鋼、鈦等都可進行滲氮。
❹ 滲氮的原理應用
滲入鋼中的氮一方面由表及裡與鐵形成不同含氮量的氮化鐵,一方面與鋼中的合金元素結合形成各種合金氮化物,特別是氮化鋁、氮化鉻。這些氮化物具有很高的硬度、熱穩定性和很高的彌散度,因而可使滲氮後的鋼件得到高的表面硬度、耐磨性、疲勞強度、抗咬合性、抗大氣和過熱蒸汽腐蝕能力、抗回火軟化能力,並降低缺口敏感性。與滲碳工藝相比,滲氮溫度比較低,因而畸變小,但由於心部硬度較低,滲層也較淺,一般只能滿足承受輕、中等載荷的耐磨、耐疲勞要求,或有一定耐熱、耐腐蝕要求的機器零件,以及各種切削刀具、冷作和熱作模具等。滲氮有多種方法,常用的是氣體滲氮和離子滲氮。
鋼鐵滲氮的研究始於20世紀初,20年代以後獲得工業應用。最初的氣體滲氮,僅限於含鉻、鋁的鋼,後來才擴大到其他鋼種。從70年代開始,滲氮從理論到工藝都得到迅速發展並日趨完善,適用的材料和工件也日益擴大,成為重要的化學熱處理工藝之一。
❺ 滲碳 滲氮問題最佳操作方法
這個很難解釋,不同的產品方法都不一樣。滲碳
最簡單的爐子里密封滴煤油
滲氮
滴氨水或通氨氣,具體方法溫度根據材料而定。你可以查閱下金屬熱處理手冊,或咨詢熱處理廠家。
❻ 無縫鋼管的滲氮處理方法有哪些
無縫鋼管進行滲氮處理有三種方式可以實現,這三種方式都有各自的優缺點,可以根據鋼管的生產材質和技術要求來進行選擇適合的滲氮處理方法。
一段滲氮化工藝;它的表面硬度高約HV1000~1200,變形小,脆性低,工藝簡單,抵作方便,但工藝周期長,成本高,滲層淺,多用於氮化層淺、尺、J 精密、硬度髙的無縫鋼管;
二段滲氮化工藝;它與一段滲氮化相比表面硬度稍介 (HV850~1000),變形略有增大,但滲速快,多用於氮化層較深 批量較大的無縫鋼管;
三段滲氮化工藝;滲速快,但硬度、脆性、變形等方面% 比等溫氮化效果差。
❼ 氣體氮化方法
氣體氮化很簡單,1,不要漏氣,2,爐溫要均勻,3要有足夠的氮勢,軟氮化要麻煩一點,硬氮化要好做一些,硬氮化要注意不能有脈狀氮化物,重慶鼎星滲氮公司為你解答
❽ SKD61滲氮處理方法
模具材料,看做什麼用,鍛造模具,壓鑄模,鋁材擠壓模,塑料模具處理方法都不一樣,重慶鼎星滲氮公司為您解答,qq438100501
❾ 什麼是滲氮
滲氮,是在一定溫度下一定介質中使氮原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。常見有液體滲氮、氣體滲氮、離子滲氮。傳統的氣體滲氮是把工件放入密封容器中,通以流動的氨氣並加熱,保溫較長時間後,氨氣熱分解產生活性氮原子,不斷吸附到工件表面,並擴散滲入工件表層內,從而改變表層的化學成分和組織,獲得優良的表面性能。如果在滲氮過程中同時滲入碳以促進氮的擴散,則稱為氮碳共滲。常用的是氣體滲氮和離子滲氮。 滲入鋼中的氮一方面由表及裡與鐵形成不同含氮量的氮化鐵,一方面與鋼中的合金元素結合形成各種合金氮化物,特別是氮化鋁、氮化鉻。這些氮化物具有很高的硬度、熱穩定性和很高的彌散度,因而可使滲氮後的鋼件得到高的表面硬度、耐磨性、疲勞強度、抗咬合性、抗大氣和過熱蒸汽腐蝕能力、抗回火軟化能力,並降低缺口敏感性。與滲碳工藝相比,滲氮溫度比較低,因而畸變小,但由於心部硬度較低,滲層也較淺,一般只能滿足承受輕、中等載荷的耐磨、耐疲勞要求,或有一定耐熱、耐腐蝕要求的機器零件,以及各種切削刀具、冷作和熱作模具等。滲氮有多種方法,常用的是氣體滲氮和離子滲氮。 鋼鐵滲氮的研究始於20世紀初,20年代以後獲得工業應用。最初的氣體滲氮,僅限於含鉻、鋁的鋼,後來才擴大到其他鋼種。從70年代開始,滲氮從理論到工藝都得到迅速發展並日趨完善,適用的材料和工件也日益擴大,成為重要的化學熱處理工藝之一。 氣體滲氮 一般以提高金屬的耐磨性為主要目的,因此需要獲得高的表面硬度。它適用於38CrMoAl等滲氮鋼。滲氮後工件表面硬度可達HV850~1200。滲氮溫度低,工件畸變小,可用於精度要求高、又有耐磨要求的零件,如鏜床鏜桿和主軸、磨床主軸、氣缸套筒等。但由於滲氮層較薄,不適於承受重載的耐磨零件。 氣體參氮可採用一般滲氮法(即等溫滲氮)或多段(二段、三段)滲氮法。前者是在整個滲氮過程中滲氮溫度和氨氣分解率保持不變。溫度一般在480~520℃之間,氨氣分解率為15~30%,保溫時間近80小時。這種工藝適用於滲層淺、畸變要求嚴、硬度要求高的零件,但處理時間過長。多段滲氮是在整個滲氮過程中按不同階段分別採用不同溫度、不同氨分解率、不同時間進行滲氮和擴散。整個滲氮時間可以縮短到近50小時,能獲得較深的滲層,但這樣滲氮溫度較高,畸變較大。 還有以抗蝕為目的的氣體滲氮,滲氮溫度在 550~700℃之間,保溫0.5~3小時,氨分解率為35~70%,工件表層可獲得化學穩定性高的化合物層,防止工件受濕空氣、過熱蒸汽、氣體燃燒產物等的腐蝕。 正常的氣體滲氮工件,表面呈銀灰色。有時,由於氧化也可能呈藍色或黃色,但一般不影響使用。 離子滲氮 又稱輝光滲氮,是利用輝光放電原理進行的。把金屬工件作為陰極放入通有含氮介質的負壓容器中,通電後介質中的氮氫原子被電離,在陰陽極之間形成等離子區。在等離子區強電場作用下,氮和氫的正離子以高速向工件表面轟擊。離子的高動能轉變為熱能,加熱工件表面至所需溫度。由於離子的轟擊,工件表面產生原子濺射,因而得到凈化,同時由於吸附和擴散作用,氮遂滲入工件表面。 與一般的氣體滲氮相比,離子滲氮的特點是:①可適當縮短滲氮周期;②滲氮層脆性小;③可節約能源和氨的消耗量;④對不需要滲氮的部分可屏蔽起來,實現局部滲氮;⑤離子轟擊有凈化表面作用,能去除工件表面鈍化膜,可使不銹鋼、耐熱鋼工件直接滲氮。⑥滲層厚度和組織可以控制。離子滲氮發展迅速,已用於機床絲桿、齒輪、模具等工件。 氮碳共滲 又稱軟氮化或低溫氮碳共滲,即在鐵-氮共析轉變溫度以下,使工件表面在主要滲入氮的同時也滲入碳。碳滲入後形成的微細碳化物能促進氮的擴散,加快高氮化合物的形成。這些高氮化合物反過來又能提高碳的溶解度。碳氮原子相互促進便加快了滲入速度。此外,碳在氮化物中還能降低脆性。氮碳共滲後得到的化合物層韌性好,硬度高,耐磨,耐蝕,抗咬合。 常用的氮碳共滲方法有液體法和氣體法。處理溫度530~570℃,保溫時間1~3小時。早期的液體鹽浴用氰鹽,以後又出現多種鹽浴配方。常用的有兩種:中性鹽通氨氣和以尿素加碳酸鹽為主的鹽,但這些反應產物仍有毒。氣體介質主要有:吸熱式或放熱式氣體(見可控氣氛)加氨氣;尿素熱分解氣;滴注含碳、氮的有機溶劑,如甲醯胺、三乙醇胺等。 氮碳共滲不僅能提高工件的疲勞壽命、耐磨性、抗腐蝕和抗咬合能力,而且使用設備簡單,投資少,易操作,時間短和工件畸變小,有時還能給工件以美觀的外表。 輝光離子氮化 一、優點:滲氮時間短,質量容易控制,氮化層耐疲勞、有高強度,由於氮化溫度在520-540,所以工件變形小,表面抗磁性高。 二、缺點:設備控制復雜,爐溫均勻性不好。
❿ 滲氮的介紹
滲氮,是在一定溫度下一定介質中使氮原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。常見有液體滲氮、氣體滲氮、離子滲氮。傳統的氣體滲氮是把工件放入密封容器中,通以流動的氨氣並加熱,保溫較長時間後,氨氣熱分解產生活性氮原子,不斷吸附到工件表面,並擴散滲入工件表層內,從而改變表層的化學成分和組織,獲得優良的表面性能。如果在滲氮過程中同時滲入碳以促進氮的擴散,則稱為氮碳共滲。常用的是氣體滲氮和離子滲氮。