氣體滲氮是把不銹鋼零件放在含氮的氣體介質中,加熱到520~560℃進行滲氮處理。在滲氮處理時,部分氨分解成活性氮原子和氫,分解反應如下:2NH3=2[N]+3H2(吸熱反應)活性[N]原子只有一小部分被鋼吸收,大部分都互相結合成N2,與H2一起排出爐外。向滲氮爐中供給的NH3氣流量越大,則NH3的分解率越小;反之分解率越大。通過調節NH3的流量便可控制NH3的分解率,這在滲氮過程中非常重要。



1. 不銹鋼鈍(dun)化膜的去除 


   不銹鋼中含有大量合金元素,如鉻、鎳、鉬、鎢等,這些元素與空氣中的氧接觸,在工件表面形成一層極薄而致密的氧化膜,即鈍化膜。這層鈍化膜在滲氮時不易破壞,從而阻礙了氮原子的滲入。


   為使滲氮過程順利進行,必須消除妨礙不銹鋼滲氮的氧化膜(即鈍化膜,如Cr2O3之類的氧化物),所以不銹鋼零件在裝爐前應進行噴砂和嚴格的脫脂清洗,并在適當濃度的(質量15%HCI溶液)鹽酸溶液中侵蝕進行活化處理,活化處理后應盡快裝爐滲氮。馬弗罐內應事先加入氯化銨催滲,加入量按100~150g/㎡計算為宜,注意排氣管被氯化銨結晶堵塞,及時用鐵絲疏通,排氣時全開排氣孔和掛試棒孔,使氯化銨白煙排出爐外。氯化銨的催滲原理是:氯化銨在加熱到300℃以


  上時發生分解,并與鋼表(biao)面的鈍化(hua)膜發生作用:


式 1.jpg


   氯化銨與(yu)鈍化膜作(zuo)用的(de)結果,鈍化膜受到破壞,從(cong)而使(shi)滲氮正常進行。



2. 滲氮介質及設(she)備 


   滲氮(dan)(dan)用氨(an)氣(qi)(qi)采用工業合成液氨(an),滲氮(dan)(dan)可(ke)在井式氣(qi)(qi)體(ti)滲氮(dan)(dan)爐中(zhong)進(jin)行(xing),也可(ke)在氣(qi)(qi)體(ti)滲碳爐中(zhong)進(jin)行(xing)。氨(an)氣(qi)(qi)由液氨(an)瓶經過流量劑、干燥箱(xiang)進(jin)入(ru)滲氮(dan)(dan)罐(guan),爐罐(guan)要求(qiu)密(mi)封,罐(guan)內溫度及氣(qi)(qi)流應盡可(ke)能均勻(yun)。


   用氨(an)氣(qi)分解率(lv)測(ce)(ce)定(ding)計測(ce)(ce)量(liang)氮和(he)氫的(de)體積(ji)與廢氣(qi)總體積(ji)之比,用以表示氨(an)分解的(de)程度。



3. 不銹鋼零件(jian)滲氮工藝規范 


   滲(shen)氮溫度(du)一般在500~580℃。不銹(xiu)(xiu)鋼滲(shen)氮時(shi),由于鋼中(zhong)的合(he)金元素含量較高,使氮原子在鋼中(zhong)擴散困(kun)難,因此滲(shen)氮處(chu)理的時(shi)間都比較長。而且(qie)當(dang)滲(shen)氮層(ceng)達到一定厚(hou)度(du)時(shi),再延長滲(shen)氮時(shi)間,滲(shen)氮層(ceng)厚(hou)度(du)無明顯增加(jia),所以不銹(xiu)(xiu)鋼的滲(shen)氮層(ceng)一般很薄。


   滲氮(dan)速度(du)隨滲氮(dan)溫度(du)的(de)提(ti)高而(er)增(zeng)加,但不(bu)像結構鋼(gang)(gang)那樣增(zeng)加得比較大,并且(qie)提(ti)高滲氮(dan)溫度(du)還(huan)將引起(qi)滲氮(dan)層硬度(du)的(de)顯(xian)著(zhu)下降。因此不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)滲氮(dan)溫度(du)一般不(bu)能(neng)太高。除(chu)在高溫下工作的(de)零(ling)件(jian)應(ying)采用較高的(de)滲氮(dan)溫度(du)外,對(dui)于以提(ti)高耐(nai)磨性為主的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)零(ling)件(jian),其(qi)滲氮(dan)溫度(du)都比較低(di)。


   常(chang)用的不銹(xiu)鋼(gang)零件的滲(shen)氮(dan)工(gong)藝規范見(jian)表3-17。



   從生(sheng)產實踐中不難(nan)看出,溫(wen)(wen)度對滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)層(ceng)(ceng)表面硬度及層(ceng)(ceng)深的(de)影響顯(xian)著。溫(wen)(wen)度越(yue)低,滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)層(ceng)(ceng)表面硬度越(yue)高,滲(shen)層(ceng)(ceng)越(yue)淺,變形量越(yue)小;反之,滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)層(ceng)(ceng)表面硬度降低,層(ceng)(ceng)深增加,變形量增大。同時,滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)后的(de)硬度不僅取決于(yu)溫(wen)(wen)度,還與氨的(de)分解率(lv)有關(guan)。滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)時間(jian)取決于(yu)所(suo)要求的(de)滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)深度及滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)溫(wen)(wen)度。由于(yu)滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)是(shi)在(zai)較低的(de)溫(wen)(wen)度下進行的(de),所(suo)以滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)速(su)率(lv)甚低。與滲(shen)碳相(xiang)比,滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)層(ceng)(ceng)深度比滲(shen)碳層(ceng)(ceng)淺,過深的(de)滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)層(ceng)(ceng)則需(xu)要更(geng)長時間(jian)的(de)滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)。



4. 不銹鋼零件滲氮(dan)后的檢查(cha) 


   不(bu)銹鋼滲氮(dan)零件的質量(liang)檢查,一般(ban)包括(kuo)外(wai)觀(guan)、金相組織、滲層深(shen)度(du)、表面硬(ying)度(du)、脆性及(ji)變(bian)形等。






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