氮化爐氮化工藝

氮化處理是指一種在一定溫度下一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件表層的化學(xué)熱處理工藝。經(jīng)氮化處理的制品具有優(yōu)異的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫的特性。

往氮化爐內(nèi)不銹鋼真空密封罐中通入氨氣，加熱到520℃，保持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，

根據(jù)工件材質(zhì)和滲層要求3-90小時(shí)不等，使?jié)B氮工件表面獲得含氮強(qiáng)化層，得到高硬度，高耐磨性，高疲勞極限和良好的耐磨性。

操作方法：

1.滲氮前的模具必須是先經(jīng)過(guò)正火或調(diào)質(zhì)處理過(guò)的工件。

2.先用汽油和酒精擦洗工件表面，不得有銹斑、油污、臟物存在。

3.裝入爐內(nèi)后，對(duì)稱擰緊爐蓋壓緊螺栓。

4.將爐罐和爐蓋進(jìn)水口通入冷卻水進(jìn)行循環(huán)水冷。爐蓋上管道冷卻水下端為進(jìn)水，上端為出水，爐罐單獨(dú)進(jìn)水，單獨(dú)排水，爐蓋所有水管可按低進(jìn)高出原則串聯(lián)，由一個(gè)口進(jìn)水，一個(gè)口排水。

5.升溫前應(yīng)先送氮?dú)馀艢猓艢鈺r(shí)流量應(yīng)比使用時(shí)大一倍以上。

排氣10分鐘后，將控溫儀表（如下圖《控溫儀表》所示）設(shè)定到150℃，自動(dòng)加熱開(kāi)關(guān)撥向開(kāi)，邊排氣邊加熱150℃保持2h排氣，再將控溫儀表設(shè)定到530℃，把氨氣流量調(diào)小，保 持爐內(nèi)正壓，排氣口有較小氣流向上的壓力，當(dāng)爐溫升到530℃時(shí)，恒溫恒流滲氮3-20h，再將氨氣壓力調(diào)大一點(diǎn)，讓排氣維持適中壓力，滲氮4-70h， 再將氨氣壓力調(diào)小，退氮1-2h，切斷電源，停止加熱，給少量氨氣，使?fàn)t內(nèi)維持正壓，待爐溫降到150℃以下方可停止供氨出爐 。

為了縮短氮化周期，并使氮化工藝不受鋼種的限制，在近年間在原氮化工藝基礎(chǔ)上發(fā)展了軟氮化和離子氮化兩種新氮化工藝。

軟氮化實(shí)質(zhì)上是以滲氮為主的低溫氮碳共滲，鋼的氮原子滲入的同時(shí)，還有少量的碳原子滲入，其處理結(jié)果與一般氣體氮化相比，滲層硬度較氮化低，脆性較小，故稱為軟氮化。

1、軟氮化方法分為：氣體軟氮化、液體軟氮化及固體軟氮化三大類。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是氣體軟氮化。氣體軟氮化是在含有活性氮、碳原子的氣氛中 進(jìn)行低溫氮、碳共滲，常用的共滲介質(zhì)有尿素、甲酰胺、氨氣和三乙醇胺，它們?cè)谲浀瘻囟认掳l(fā)生熱分解反應(yīng)，產(chǎn)生活性氮、碳原子。活性氮、碳原子被工件表面 吸收，通過(guò)擴(kuò)散滲入工件表層，從而獲得以氮為主的氮碳共滲層。

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(shí)間常為2-3小時(shí)，因?yàn)槌^(guò)2.5小時(shí)，隨時(shí)間延長(zhǎng)，氮化層深度增加很慢。

2、氮化爐軟氮化層組織和軟氮化特點(diǎn)：鋼經(jīng)軟氮化后，表面最外層可獲得幾微米至幾十微米的白亮層，它是由ε相、γ`相和含氮的滲碳體Fe3（C，N）所組成，次層為的擴(kuò)散層，它主要是由γ`相和ε相組成 。

(1)、處理溫度低，時(shí)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(jìn)行軟氮化處理。工件經(jīng)軟氮化后的表面硬度與氮化工藝及材料有關(guān)。

(3)、能顯著地提高工件的疲勞強(qiáng)度、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)、由于軟氮化層不存在脆性ξ相，故氮化層因而具有一定的韌性，不容易剝落。

因此，生產(chǎn)中軟氮化已廣泛應(yīng)用于模具、量具、刀具（如：高速鋼刀具）等、曲軸、齒輪、氣缸套、機(jī)械結(jié)構(gòu)件等耐磨工件的處理。

液體氮化爐適用于各類氮化鋼空氣預(yù)熱、液體氮化、液體氧化工藝。氮化爐具有處理溫度低，時(shí)間短，工件變形小的特點(diǎn)，性質(zhì)：高疲勞極限和良好的耐磨性 。

井式氣體氮化爐主要用于碳鋼零件的氣體氮化，模具淬火等熱處理之用。該設(shè)備裝有滴液裝置，也可進(jìn)行氣體氮碳共滲（軟氮化）處理。當(dāng)在不用通氨氣和滴注裝置時(shí)，可作為一般井式回火爐使用。

井式氣體氮化爐用于碳鋼零件的氣體氮化也可進(jìn)行氣體氮碳共滲（軟氮化）處理。由爐殼、爐襯、爐蓋升降機(jī)構(gòu)、爐用密封風(fēng)機(jī)、馬弗罐、加熱元件及電控系統(tǒng)等組成，爐殼由鋼板及型鋼焊接而成，爐襯是由高強(qiáng)度超輕質(zhì)節(jié)能耐火磚、硅酸鋁纖維、硅藻土保溫磚及石棉板砌筑而成的節(jié)能型復(fù)合結(jié)構(gòu)。

深井式氮化爐:

一、 用途

RQ系列深井式電阻爐適用于長(zhǎng)軸、塑料機(jī)械機(jī)筒及螺桿等軸類零件的氮化熱處理之用。二、設(shè)備簡(jiǎn)介：

深井式氮化爐由加熱爐體、爐膽、爐內(nèi)導(dǎo)風(fēng)套、風(fēng)扇循環(huán)系統(tǒng)、爐蓋及電器控制系統(tǒng)等組成。此爐為圓形爐體，用鋼板卷桶厚焊接而成，爐殼低采用槽鋼焊接成井字架，然后用鋼板鋪設(shè)而成。爐襯采用陶瓷纖維疊塊制作，將機(jī)械壓鑄成型的陶瓷纖維疊塊，疊置在爐膛內(nèi)，制作成圓形爐膛。加熱元件采用0Gr25Al5材質(zhì)電阻帶，加工成W形狀，用燒制而成的螺旋狀陶瓷耐火件固定在陶瓷纖維疊塊制作的圓形爐膛上。

為了爐內(nèi)溫度有更好的均勻性，所以采用每區(qū)單獨(dú)控制，每區(qū)均采用智能儀表實(shí)行PID調(diào)壓。

爐膽采用材質(zhì)為Gr25Ni20或1Gr18Ni9Ti焊接制作而成，在工件使用氮化時(shí)，將料架擱置在爐口支撐筋處，工件掛于料架上。因整個(gè)爐膽是懸掛于爐口上，因此爐膛臺(tái)階下側(cè)采用厚鐵板支撐，厚鐵板于爐殼焊接并設(shè)有三角加強(qiáng)筋；考慮要承受相當(dāng)大的重量，所以爐膽和爐體的支撐處要牢固，爐面板采用20mm鐵板制作，膽內(nèi)擱料處用10mm不銹鋼焊成固定架，便于放置導(dǎo)風(fēng)套，在風(fēng)機(jī)工作時(shí)形成熱風(fēng)循環(huán)，使?fàn)t膽內(nèi)溫度更加均勻。爐與其他氮化爐一樣，在電器系統(tǒng)的控制下將置于加熱爐膛中的不銹鋼爐膽加熱，由溫控系統(tǒng)控制爐溫均勻度，再由機(jī)械升降系統(tǒng)打開(kāi)或關(guān)閉爐蓋來(lái)完成工件的氮化工藝。本爐采用全纖維爐膛，有節(jié)能、升溫快、爐膛使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。而電熱元件是采用950℃的電阻帶懸掛于爐膛，表面負(fù)荷又設(shè)計(jì)在理想范圍內(nèi)，所以產(chǎn)生的熱量散發(fā)的比較快，因此電熱元件不存在倒排、熔短、脫皮等現(xiàn)象。總之在合理科學(xué)的設(shè)計(jì)、用心的選材、精心的制造及良好的售后服務(wù)等條件下，本設(shè)備有相當(dāng)高的性價(jià)比。

目前在浙江省舟山已做較深的井式爐如下：

深井式氮化爐具體工作尺寸：

<1>Φ800×8000mm；<2>Φ800×10000mm；<3>Φ900×6000mm；<4>Φ850×6500mm；<5>Φ950×10000mm

深井式調(diào)質(zhì)爐具體工作尺寸：

<1>Φ650×8000mm；<2>Φ650×10000mm；<3>Φ750×7000mm；<4>Φ800×7000mm ； <5>Φ750×4500mm2100433B