渗氮处理有什么技术要求,适用什么材料?

快速深层渗氮工艺(专利号:91107261.6)、强化渗氮工艺(专利号:91107260.8)、离子渗氮零件沉淀强化处理工艺(专利号:8910465438)

专业承接:碳钢、合金钢、工具钢、不锈钢、高速钢、铸铁、粉末冶金等金属零件的等离子渗氮处理。

等离子渗氮简介:

离子渗氮是法国人B.Berghaius在1932年发明的。目前,我国在离子渗氮的一些理论和技术上处于领先水平。该技术在0.1-10托的含氮气氛中进行,以炉体为阳极,待处理工件为阴极,在阴极和阳极之间施加几百伏的高压直流电。辉光放电会产生类似霓虹灯的辉光覆盖工件表面使其升温,同时通过阴极溅射和电离强化表面渗氮。

有效去除金属表面的钝化膜,在工件表面形成硬化保护层,可显著提高零件的表面硬度,增强耐磨性和抗咬合性,提高疲劳强度和抗腐蚀性,从而提高零件和模具的质量,延长使用寿命,获得明显的经济效益。

一.先进技术

1、离子渗氮:可获得高韧性γ′相(白亮层)或无白亮层的渗氮层,耐磨性、耐蚀性好,疲劳强度高。

2.离子氮碳共渗(离子软氮化)和离子氮碳共渗:时间短,效益高,有一层以ε相为主要成分的耐磨抗刮的白层,特别适用于碳钢和铸铁件。

3.等离子硫碳氮共渗:时间短,效益高,复合层控制灵活,渗层类型多样,ε相厚,白亮层,FeS层具有自润滑功能,摩擦系数极小。

第二,性能优异

1,环保节能

由于离子渗氮是通过辉光放电直接加热,而不是依靠化学反应,采用离子化的含氮气体进行渗氮处理,可以获得均匀的温度。与间接加热法相比,效率可提高2倍以上,(能耗仅为气体渗氮的40-70%,耗气量仅为气体渗氮的百分之几),不需要有环保设施防止污染。因此,离子氮化法在本世纪也被称为‘环保氮化法’。

2、渗透速度快

等离子渗氮不仅具有很强的渗氮能力,而且可以活化工件表面,产生加速吸收和扩散的缺陷,因此等离子渗氮可以大大缩短渗氮时间,尤其是浅层渗氮。如渗氮层深度为0.3 ~ 0.5毫米时,离子渗氮时间仅为普通气体渗氮时间的1/3~1/5。

3、最小变形

因为离子渗氮是在真空中进行的,所以可以获得无氧化的加工表面,而且不会破坏待处理工件表面的光洁度。而且如果在低温下处理(380℃即可进行渗氮),待处理工件变形极小,可以解决许多常规热处理无法解决的问题,满足高精度零件的要求,适用于处理后不需要机械加工的成品处理。

4、韧性好

气体渗氮和盐浴渗氮后,工件表面通常出现一层厚的(20μ m以上)化合物层,这是由于E+γ′组成的不均匀混合层,内层是扩散层。因此,在复合物中产生了三相微应力。如果在这个方向施加一点外力,就会产生微裂纹,微裂纹会逐渐扩大,使整个复合层剥离。氮化钢含铬、铝的化合物层很脆,气体氮化后一般会被磨掉。而离子渗氮通过控制气氛中氮碳含量比或氮氢比,可以获得脆性较小的5-30μ m ε相单相层或0-8μ m厚的韧性γ′相单相层,还可以获得韧性较好的无化合物层,只有扩散层,因此可以不经磨削直接安装。综上所述,等离子渗氮可以通过调节氮、氢和其他气体(如碳、氧、硫等)的比例,自由调节化合物层的相组成和结构。),从而获得预期的力学性能。

5、不需要钝器治疗

由于不锈钢表面钝化膜的阻碍,传统的气体渗氮必须去钝化,因为工艺非常复杂,难以控制,效果难以保证。离子渗氮可以有效地去除这种由于溅射形成的钝化膜,因此离子渗氮为不锈钢的表面强化处理提供了一种新的途径。

离子渗氮广泛应用于冶金机械、轻工机械、汽车工业、铁路机械、船舶机械、纺织机械、化工机械、煤矿机械等。

一般机械制造:齿轮、齿圈、传动轴、螺杆、气缸、阀体、精密联轴器零件、盘形凸轮、液压元件、减速器零件、涡轮、滚动条、镗杆等。

汽车、摩托车行业:曲轴、凸轮轴、齿轮、缸套、气门、连杆、扭力板、制动控制系统、活塞销、减速器同步环、油嘴;

工具:高速钢钻头、铣刀、铰刀、丝锥、滚刀、插齿刀、拉刀等。经过处理后,加工不锈钢的效果尤为显著。

模具:各种塑料模具、橡胶模具、冷拉模具、压铸模具、挤压模具、热锻模具、玻璃模具、切边模具、弯曲模具等。对于压力较小的模具,可对正火或调质状态的中碳合金钢进行氮化处理;

纺织机械:罗拉、络筒机、弹力丝机、热轨、钢领等。

还广泛应用于机床、机车、石化、矿山、轻工机械、军用枪支等行业。

常用的渗氮材料列于表1。

类别号

碳素结构钢08 (f),10,15,20,45,60

合金结构钢20MnV、20SiMn2MoV、25SiMn2MoV、37 SiMn2MoV、

15MnVB、20 MnVB、40 MnVB、20Si MnVB、15Cr、20Cr、

30Cr、35Cr、40Cr、15CrMo、38CrSi、20CrMo、30 CrMo、

35 CrMo、42 CrMo、12 CrMoV、35 CrMoV、25 Cr2MoVA、

20 Cr 3 mova、38CrMoAl、20CrV、40 CrV、50 CrVA、15CrMn、20CrMn、40CrMn、20CrMnSi、25 CrMnSi、30 CrMnSi、30CrMoAl、30CrMnAl、30CrMnSiA、20CrMnMo、40 CrMnMo、

20 CrMnTi

30 CrMnTi、12Cr2Ni4、20 Cr2Ni4、20CrNiMo、40CrNiMoA、

45CrNiMoVA、18Cr2Ni4WA、25 Cr2Ni4WA

不锈耐酸钢

耐热钢1cr17,1Cr13,2Cr13,7Cr17,1Cr18Ni9,0Cr17Ni7Al,65437。

1Cr13Mo、4Cr9Si2、4Cr14NI14W2Mo

合金工具钢Cr12、Cr12MoV、Cr6WV、5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V、

4Cr5MoSiV1、4Cr5MoSiV

高速工具钢W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。

球墨铸铁Qt 600-3和QT700-2

钛合金TA2、TA4、TA7

表2常用材料离子氮化处理后的表面硬度和深度指数

材料预热处理的离子渗氮技术

类型、材料、品牌、方法、硬度、表面硬度和渗透深度。

碳钢和纯铁的退火300-400 0.15-0.3

10 15 20原材料350-430 0.2-0.3

正火或回火HB 180-200 450-550 0.2-0.5

合金结构钢20Cr淬火和回火500-550 0.2-0.5

20CrMnTi正火或回火HB 180-200 550-600 0.2-0.5

40Cr回火550-650 0.3-0.5

42CrMo回火550-700 0.3-0.5

氮化钢38CrMoAi调质900-1100 0.2-0.5

30CrMoAi回火HB 217-223 850-1050 0.2-0.5

30CrMnAi回火HB 223-228 750-850 0.2-0.5

工模具钢Cr 12淬火+回火HRC 50 900-1000 0.15-0.3

Cr12MoV淬火+回火950-1050 0.15-0.35

W6MO5Cr4V2固溶处理1200-1500 0.01-0.25

3Cr2W8V淬火+回火900-1100 0.15-0.35

5 crnimo回火HRC 45 750-900 0.3-0.5

5 crmnmo回火650-890 0.3-0.5

H13淬火+回火950-1200 0+438+05-0.3

不锈钢2cr13,4cr13淬火+回火900-1000 0.1-0.2

1Cr18Ni9Ni固溶体HV 162900-1000 0.1-0.2

铸铁HT20-4铸态HB 203 350-550 0.1-0.3

Qt 600-2正火350-550 0.1-0.3