分級淬火-低溫碳氮共滲工藝是奧氏體化后的工件,淬入含有活性碳、氨原子的浴槽中進行馬氏體分級淬火,在分級保溫過程中同時進行低溫碳氨共滲的綜合熱處理工藝。對于高速鋼分級淬火低溫碳氮共滲所用介質(zhì)為w[(NH2)2CO]60% w(KCl)15% w( Na2CO3 )22% w(NaOH)3%。上述物質(zhì)混合均勾并于400℃烘干后即可使用。浴槽溫度一般為560~620℃工件淬人后也以不超過680℃為宜。由于淬人時工件溫度較高,所以共滲過程進行得也較迅速。通常情況下是,在低溫碳氮共滲介質(zhì)中分級淬火3~4min,就能獲得一般低溫碳氮共滲數(shù)小時方能得到的共滲層厚度。應(yīng)用這一鹽浴,還可在高速鋼回火時進行低溫碳氮共滲。
尚應(yīng)指出,對于高速鋼工件分級淬火低溫碳氮共滲或回火低溫碳氮共滲后都應(yīng)在450~560℃硝鹽中進行中和,清洗掉表面黏附的殘鹽。分級淬火低溫碳氮共滲處理可提高高速鋼刀具的切削壽命,適用于形狀簡單、熱處理變形要求不嚴(yán)格的模具; 也可應(yīng)用于部分模具鋼(如4CrSSiMoV) 及硬質(zhì)合金等。
一般說要到723攝氏度,因為這是鋼鐵的“再結(jié)晶”溫度。具體的應(yīng)該查看“鐵碳平衡圖”。
淬火,俗稱蘸(zhàn)火,金屬和玻璃的一種熱處理工藝。把合金制品或玻璃加熱到一定溫度,隨即在含有礦物質(zhì)的水、油或空氣中急速冷卻,一般用以提高合金的硬度和強度。拓展資料:淬火可增強鋼與鑄鐵的強度和硬度...
區(qū)別:高頻淬火多數(shù)用于工業(yè)金屬零件表面淬火,是使工件表面產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流,迅速加熱零件表面,然后迅速淬火的一種金屬熱處理方法。感應(yīng)加熱設(shè)備,即對工件進行感應(yīng)加熱,以進行表面淬火的設(shè)備。感應(yīng)加熱的原理...
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介紹了國內(nèi)外高速鋼淬火分級溫度的現(xiàn)狀,通過中國的試驗數(shù)據(jù)和前蘇聯(lián)后期的試驗數(shù)據(jù)及國外其他試驗數(shù)據(jù)和經(jīng)典著作的論述,證明提高分級溫度是不可取的,為得到高的工具使用壽命應(yīng)該采用較低的分級溫度。
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低溫氮碳共滲又稱軟氮化,即在鐵-氮共析轉(zhuǎn)變溫度以下,使工件表面在主要滲入氮的同時也滲入碳。碳滲入后形成的微細(xì)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。氮碳共滲后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,以后又出現(xiàn)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(yīng)產(chǎn)物仍有毒。氣體介質(zhì)主要有:吸熱式或放熱式氣體(見可控氣氛)加氨氣;尿素?zé)岱纸鈿?滴注含碳、氮的有機溶劑,如甲酰胺、三乙醇胺等。
氰化cyaniding,指高溫碳氮共滲(早期的碳氮共滲是在有毒的氰鹽浴中進行)。由于溫度比較高,碳原子擴散能力很強,所以以滲碳為主, 形成含氮的高碳奧氏體,淬火后得到含氮高碳馬氏體。由于氮的滲入促進碳的滲入, 使共滲速度較快,保溫4~6h可得到0.5~0.8mm的滲層, 同時由于氮的滲入,提高了過冷奧氏體的穩(wěn)定性,加上共滲溫度比較低,奧氏體晶粒不會粗大,所以鋼件碳氮共滲后可直接淬油,滲層組織為細(xì)針狀的含氮馬氏體加碳氮化合物和少量殘余奧氏體。碳氮共滲層比滲碳層有更高的硬度、耐磨性、抗蝕性、彎曲強度和接觸疲勞強度。但一般碳氮共滲層比滲碳層淺,所以一般用于承受載荷較輕,要求高耐磨性的零件。
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(shè)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。
碳氮共滲這一工藝在我國很早就有采用,就有用含碳和含氮的加熱淬火記載。碳氮共滲與滲碳相比具有不少優(yōu)越性:
1.共滲溫度比滲碳低,一般在880℃或以下,溫度低帶來節(jié)約能源,改善勞動條件,減輕爐內(nèi)工夾具損耗,延長爐子的壽命。
2.共滲鍛件變形小。共滲溫度低,減少了熱應(yīng)力;滲層中滲入氮,使淬硬性提高,降低了滲層的臨界冷卻速度,減少組織應(yīng)力,這二方面合起來變形就減小了。
3.共滲鍛件的彎曲和接觸疲勞強度都比滲碳的要高。含氮馬氏體的硬度比滲碳的高,且具有較好的強韌性和抗回火性。共滲鍛件還具有比滲碳較高的耐磨性能。
4.硬度均勻,表面光亮,爐內(nèi)碳黑減少。
5.有一定的耐蝕性,即使在夏天陰雨季節(jié)也不易銹蝕。
但是,碳氮共滲也有很多缺點,無法取代鍛件的滲碳。
1.共滲層往往容易形成表層組織缺陷,這些缺陷對性能有一定的影響。
2.共滲比滲碳要多安裝一套氨氣供應(yīng)系統(tǒng)和排泄設(shè)備。
3.共滲溫度低,且氮的滲入開始你那個促進滲速,但后期阻礙滲速。因而不能得到很厚的滲層,提高層深需花費比滲碳更長的時間。
因此,當(dāng)鍛件表面要求較高的耐磨性能,要求盡量小的變形,而對疲勞性能要求并不太高時,適合采用碳氮共滲。
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鋼的氮化(氣體氮化)
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,被鋼吸收后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(shè)備或井式滲碳爐來進行。適用于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(diào)質(zhì)-精加工-除應(yīng)力-粗磨-氮化-精磨或研磨。
由于氮化層薄,并且較脆,因此要求有較高強度的心部組織,所以要先進行調(diào)質(zhì)熱處理,獲得回火索氏體,提高心部機械性能和氮化層質(zhì)量。
鋼在氮化后,不再需要進行淬火便具有很高的表面硬度大于HV850)及耐磨性。
氮化處理溫度低,變形很小,它與滲碳、感應(yīng)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(xí)慣上碳氮共滲又稱作氰化。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(yīng)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。2100433B