氮化處理技術(shù)2

時間：2014-03-09 21:05:35 來源：作者：

在1923年左右,氣體滲氮，由德國人Fry首度研究發(fā)展并加以工業(yè)化。由于經(jīng)本法處理的制品具有優(yōu)異的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫，其應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。例如鉆頭、螺絲攻、擠壓模、壓鑄模、鍜壓機(jī)用鍜造模、螺桿、連桿、曲軸、吸氣及排氣活門及齒輪凸輪等均有使用。

一、氮化用鋼簡介

傳統(tǒng)的合金鋼料中之鋁、鉻、釩及鉬元素對滲氮甚有幫助。這些元素在滲氮溫度中，與初生態(tài)的氮原子接觸時，就生成安定的氮化物。尤其是鉬元素，不僅作為生成氮化物元素，亦作為降低在滲氮溫度時所發(fā)生的脆性。其他合金鋼中的元素，如鎳、銅、硅、錳等，對滲氮特性并無多大的幫助。一般而言，如果鋼料中含有一種或多種的氮化物生成元素，氮化后的效果比較良好。其中鋁是最強(qiáng)的氮化物元素，含有0.85～1.5％鋁的滲氮結(jié)果最佳。在含鉻的鉻鋼而言，如果有足夠的含量，亦可得到很好的效果。但沒有含合金的碳鋼，因其生成的滲氮層很脆，容易剝落，不適合作為滲氮鋼。

一般常用的滲氮鋼有六種如下：

（1）含鋁元素的低合金鋼（標(biāo)準(zhǔn)滲氮鋼）

（2）含鉻元素的中碳低合金鋼 SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。

（3）熱作模具鋼（含約5％之鉻） SAE H11 （SKD – 61）H12，H13

（4）肥粒鐵及麻田散鐵系不銹鋼 SAE 400系

（5）奧斯田鐵系不銹鋼 SAE 300系

（6）析出硬化型不銹鋼 17 - 4PH，17 – 7PH，A – 286等

含鋁的標(biāo)準(zhǔn)滲氮鋼，在氮化后雖可得到很高的硬度及高耐磨的表層，但其硬化層亦很脆。相反的，含鉻的低合金鋼硬度較低，但硬化層即比較有韌性，其表面亦有相當(dāng)?shù)哪湍バ约澳褪男浴Ｒ虼诉x用材料時，宜注意材料之特征，充分利用其優(yōu)點(diǎn)，俾符合零件之功能。至于工具鋼如H11（SKD61）D2（SKD – 11），即有高表面硬度及高心部強(qiáng)度。

二、氮化處理技術(shù)：

調(diào)質(zhì)后的零件，在滲氮處理前須澈底清洗干凈，茲將包括清洗的滲氮工作程序分述如下：

（1）滲氮前的零件表面清洗

大部分零件，可以使用氣體去油法去油后立刻滲氮。但在滲氮前之最后加工方法若采用拋光、研磨、磨光等，即可能產(chǎn)生阻礙滲氮的表面層，致使?jié)B氮后，氮化層不均勻或發(fā)生彎曲等缺陷。此時宜采用下列二種方法之一去除表面層。第一種方法在滲氮前首先以氣體去油。然后使用氧化鋁粉將表面作abrassive cleaning 。第二種方法即將表面加以磷酸皮膜處理（phosphate coating）。

（2）滲氮爐的排除空氣

將被處理零件置于滲氮爐中，并將爐蓋密封后即可加熱，但加熱至150℃以前須作爐內(nèi)排除空氣工作。

排除爐內(nèi)的主要功用是防止氨氣分解時與空氣接觸而發(fā)生爆炸性氣體，及防止被處理物及支架的表面氧化。其所使用的氣體即有氨氣及氮?dú)舛N。

    排除爐內(nèi)空氣的要領(lǐng)如下：
  （1）被處理零件裝妥后將爐蓋封好，開始通無水氨氣，其流量盡量可能多。
  （2）將加熱爐之自動溫度控制設(shè)定在150℃并開始加熱（注意爐溫不能高于150℃）。
  （3）爐中之空氣排除至10％以下，或排出之氣體含90％以上之NH3時，再將爐溫升高至滲氮溫度。

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