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发表于 2006-9-28 11:26:40
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来自: 中国上海
氮化及軟氮化件的加工程序
* r: K, B6 T0 [9 m& ~ 氮化及軟氮化件的一般加工程序包括下列各項:: \3 r8 D8 E3 O: y+ o5 @
一、 原材料準備 F) g, L8 Y1 g* L g. v- J
二、 預備熱處理+ M+ H) x1 M6 S( }
三、 機械加工3 M6 {4 L# \3 {. V: `0 V
四、 氮化及軟氮化前準備
7 C G2 t% `# g* N H 五、 氮化及軟氮化處理
4 G2 H* \' J( c7 T" A5 ?0 W5 l9 i" k# t* K& q, x
各項程序的主要工作內容及要求為:1 R% g' |4 N+ X$ ~5 y
8 c7 C, T l* g程序 項目 目的和要求: f$ z6 q1 o+ |$ ^* x/ E
一、原材料準備 進行素材之鑄造、鍛造、衝壓、擠壓、銲接等加工程序 改變素材的形狀,以達到尺寸要求,並不允許有變形、裂紋等缺陷& e" N8 ?1 b4 d2 f( ~. t
二、預備熱處理 進行完全退火、正常化、調質等熱處理 改善材料之組織和性能、減少變形,為機械加工和氮化及軟氮化處理作準備
! y. ?' f/ G; l. f% r2 t" d6 v( k三、機械加工 進行工件切削及磨削加工 去除工件表面之脫碳層及各種有害缺陷,必要時可在粗加工後精加工前,增加消除應力退火處理,以保證零件精度
N4 r+ R4 C: F* r& w ?0 ~四、氮化及軟氮化前之準備 進行工件之表面品質檢查及必要之清理;進行不欲氮化及軟氮化部位之防止氮化及軟氮化處理 清除工件表面之氧化皮、銹斑和油垢依客戶要求之部位做好防氮化及軟氮化處理
* @3 Z1 f5 V! z' h3 V' Z五、氮化及軟氮化 依製程條件進行氮化及軟氮化處理 達到規範或客戶對於氮化及軟氮化工件硬度,硬化深度等特性要求
) v, \' J5 V) Z+ R( d, ?氣體氮化及氣體軟氮化的操作
4 E& l( \/ V- L 一、 氣體氮化的操作* ]0 i. ^8 U3 {6 D* F) S
氣體氮化可分為下列幾個階段:' L+ K2 S+ u6 G9 T! s
(一) 準備工件
; @0 s3 T6 c2 L: Y+ m- \/ F(二) 裝爐
) W i3 |' X7 M+ o& q, ?(三) 升溫9 J" C* _) r/ F m. q0 Z( `3 T. _
(四) 保溫
6 e4 C* o6 F H# W1 _# C(五) 出爐6 m8 u# C# S! o/ r$ A$ p5 }
(六) 異常處理0 q- _% X6 s3 I* G8 C7 X
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各階段的操作要點為:
% C4 g2 n. F8 b3 c9 `/ J6 k(一) 準備工件9 g7 V) _9 f4 @! Z& ^2 Q
1. 將清理乾淨的工件及隨爐試片牢固地安放或吊掛在夾治具上,工件間應保持適當的距離,以確保氨分解氣氛循環流通和爐罐內溫度均勻。
# I$ p- l- Z( b) y$ c& A2. 隨爐試片應放在能反映及代表工件氮化品質的位置上。$ |5 `; U3 d0 x0 A" E `
3. 對於不銹鋼等表面有鈍化膜之待處理件,應經細砂噴砂或其它有效方法處理去除鈍化膜,以獲得新鮮的表面並於裝夾具後立即裝爐。
9 z0 u+ z0 E0 D- ^( A4. 氮化用夾治具應堅固可靠,並定期更換,以防止夾治具突然脆斷之問題的發生。
& E5 j, A1 O9 v" j2 y5 D% D g(二) 裝爐
" F/ R- } \+ V: S2 K1. 將裝好工件的夾治具平穩地裝入爐中,接通氨氣管路,蓋上保溫爐蓋。
6 N% Q. ^, p" Y% C8 ^; V/ V2 G0 u9 F2. 檢查氨氣管道是否暢通,以及有無洩漏5 Q/ B+ k8 k: j8 _. y9 w+ L
一般而言,爐蓋密封處和管道接頭是最容易發生氨氣洩漏的地方;由於氨氣有臭味,所以一旦有洩漏的情形發生時很容易就可聞到其臭味;當發覺有氨氣洩漏的情形發生時,可利用下列兩種方法,確認發生漏氣的地方,並進行重新密封或進行必要之管路及接頭更換措施:
5 I7 ^) s( W3 E(1) 利用蘸有鹽酸的玻璃棒,在可能發生漏氣的地方附近移動,當有氨氣洩漏出時,由於氨氣遇到鹽酸會形成氯化銨,所以會產生白霧,如此便可確認發生漏氣的地方。
4 n; b1 X: M: h( |! v(2) 採用紅色的石蕊試紙或黃色的pH廣用試紙,將其浸水濕潤後貼在玻璃棒上,在可能發生漏氣的地方移動,當碰到氨氣時,試紙就會變色,紅色的石蕊試紙會變成藍色,而黃色的pH試紙變亦會成藍色。
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7 d+ T( `0 a1 s5 Y7 y2 C3. 檢查及確認電路和測溫儀表、氨分解率測定儀、流量計和壓力計等各種相關儀表是否正常運作。1 X1 A7 C& u6 n$ v& r3 M: X- S
(三) 升溫, h6 Q u/ T* P& z8 U: H
首先向爐罐內通入氨氣,將爐內空氣驅除,然後使爐子緩慢升溫,並逐漸增加氨氣流量。/ I$ d; e2 M3 X, m! [4 F
(四) 保溫
7 M9 i- h! ^9 s; B% O1. 保溫階段,可依工件對尺寸精度、表面硬度、氮化深度以及製程時間等因素而有三種選擇:
0 i' o. U9 n( g2 A% S: ]+ ?(1) 一段氮化 : n+ w6 t, G4 a1 v. [5 a
又稱為等溫氮化,其氮化溫度在整個處理過程中不變化,早期此法應用最為廣泛,其一般的氮化溫度是480~530℃,保溫時間一般60~70小時,有時可放寬到50~100小時,主要視氮化深度的要求而定。
6 Y# B8 ?3 } @" U+ B) H: f 通常而言經一段氮化處理後,工件的表面硬度約為HV950~1200,其主要的特點為氮化深度較淺,工件變形小,但氮化速度慢,處理時間長,較適於尺寸精度要求高的工件之處理。
: A5 E% \9 K9 M- K6 l; K G* o+ G' Q3 h* N) H$ R. q) U
, O2 J+ U# }8 G! u" W5 e6 l(2) 兩段氮化 % C; P& l( t* _# A
為了加快氮化速度,及獲得更深的氮化深度,可採用本方法,先在510℃保溫,再升高到530~540℃保溫,兩段的保溫時間可以相同也可以後段略長。" u, @$ B6 E X1 L9 W7 u
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P, s) s; T1 h# l$ p
本方法所獲得的工件表面硬度較一段氮化法所得者低HV30~50,但保溫時間則比一段氮化縮短了1/3左右,適用於要求較深的氮化深度及批量較大的工件。
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(3) 三段氮化 , b2 Z7 z; o0 J m4 [6 G/ m" p4 X
本方法係在510℃保溫後升高到550~560℃保溫,再降溫到520~530℃保溫;保溫時間大約各佔1/2。本方法所獲得的工件表面硬度與兩段氮化相似,氮化速度快,但由於處理溫度略高,所以工件變形略大,較適合於對尺吋精度要求不高的工件之- |* Y0 x; W# ~ b7 Z d
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以上三種方法,在保溫結束後都應進行退氮處理,以降低氮化層脆性,一般係將排氣閥關小或關閉,並將進氣閥關小,以減少進氨量,使爐內氨分解率高達85%以上。在滲氮溫度保持2~4小時,如此可減少工件表面氮濃度而減少氮化層脆性。
) H+ X/ X: ^ d6 Z2 k0 H 每30~60分鐘應測定並記錄氨分解率一次,並且記錄是否有其它異常情況發生。2 x* M% O! @: F* b% p5 `7 c5 U
(五) 出爐8 X/ W( H1 @2 {7 z4 M1 s) a
1. 氮化處理完畢後,將工件留在爐內緩冷至200℃以下出爐,在此之前,爐內應保持正壓,以防止空氣洩入;也可將爐罐吊至爐外,加速冷卻,但罐內仍應保持正壓,以免工件表面因氧化而成藍色。
: x" a. t6 t9 C% w& `" S2. 將夾具平穩地吊出爐罐並避免碰撞工件,以免造成脆的氮化層剝落或工件損傷。
+ H0 W! X, l* x- R# ~( Q: C+ k: d3. 出爐後即可小心的將工件及隨爐試片取下。
7 W( X: y+ z( F* U) ~3 C(六) 異常處理
5 W+ h: p" B8 }* F4 X/ `+ w 氮化處理過程中如發生停電等異常事故,仍應繼續不斷地向爐罐正常通入氨器,不可停止,待繼續供電後,再升溫至氮化及溫度,並適當延長保溫時間以確保證氮化及件之品質。 v2 K: w* ]( J' ]1 Z5 }
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& S* g1 k3 A: F- F @氣體軟氮化的操作6 N; u. a. L% W
氣體軟氮化可在氣體滲氮爐內進行,滲劑可以根據不同的材料和性能要求選用不同配比滴入滲氮爐中,並可隨時改變其滴量,以達到靈活調整爐氣成分和活性的目的。
: ^/ y# i. l0 f 一、 常用氣體軟氮化滲劑有:
' l$ _$ l% z6 t3 G(一) 氨氣 (50%) +醇類 (甲醇或乙醇)(50%)! B. W% \! C+ e* Z
(二) 氨氣 (50%)+吸熱式氣體 (50%): Y2 f0 C" M/ N# g K$ u
(三) 尿素 (100%) 熱分解1 e" J' u1 `: n$ q' r
(四) 含氮碳有機液體熱分解 |
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