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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
5 Q9 J& z- o* L: h; X. B3 K% w 氮化及軟氮化件的一般加工程序包括下列各項:9 a/ K; q! c2 l+ A( w0 Y
一、 原材料準備
5 O# z, b% T, P+ `1 r) r8 h* j 二、 預備熱處理
& C; S2 z( | d# l' n* C# Q 三、 機械加工
- P W2 Y$ i: Z: a4 v; U8 I( M* @ 四、 氮化及軟氮化前準備2 i& C3 ]! |' Q. B( c
五、 氮化及軟氮化處理
/ C% U, n8 _6 b9 O2 M& q# o3 V s/ h) V
6 a' i. o9 }; r& B/ V8 I 各項程序的主要工作內容及要求為:
. Z7 ~6 v- y8 p# i
! s1 Y' p: `( _" b. S程序 項目 目的和要求
) ]3 K# v6 A R9 f! J! 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$ j1 B4 Q% q% {8 R/ c5 s5 ~1 U
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
- P& G, z9 f" ~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
1 T( R8 h6 H# c/ A" o* h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4 B8 s! x, _! \6 q3 W' F' \
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
, s5 ]; O/ g' A! f! s) i氣體氮化及氣體軟氮化的操作
' G) k; \: w2 }6 A3 U 一、 氣體氮化的操作+ r7 V: D" S; E" `% K
氣體氮化可分為下列幾個階段:* y. ^# S6 o* ]/ c
(一) 準備工件% ~# b; r% u T, x
(二) 裝爐
5 e2 P" x; C1 Q, F4 l(三) 升溫1 L9 r$ e' n! K% L/ t. C) { S
(四) 保溫
/ o1 H' {0 Y1 ^7 z" [! v0 j(五) 出爐
H- [ H1 r' v+ g3 n# ]' V(六) 異常處理# j/ d" W3 N; O/ l/ a
! B8 X$ ]" q0 H" B' E1 W 各階段的操作要點為:) T# c3 O% ^' ?, p; \: `
(一) 準備工件
; @! w7 ^# f1 L* F- q1. 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。/ m' b" H$ O! W( U* w- z
2. 隨爐試片應放在能反映及代表工件氮化品質的位置上。
. M5 I6 O2 k% W# ?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。
- x) n7 E) u8 l4. 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。
$ @5 X/ H5 {! A: m' V) }: F(二) 裝爐; l: W2 Q" Z& v; h& I/ h) {% h; H
1. 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。& ^2 H, K. D- t+ J& X9 [
2. 檢查氨氣管道是否暢通,以及有無洩漏 x2 T0 G, Q7 [2 Q$ f1 n+ i
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:0 U' T, P% W; D
(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。) y7 J) q( m k
(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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8 _- @! r, x# K4 ]. r- Z3 J3. 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。
~. P6 b4 u1 l" `2 d(三) 升溫
8 z# z% Y6 Z+ \: ~# G 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。3 w) l L$ ~2 g" S, [+ Y' D+ A0 O
(四) 保溫" `: f3 i) a7 w
1. 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:
- ^$ r2 z, I* t/ X(1) 一段氮化
* g# f+ X6 [( Z% h+ }- n0 X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。- T( g3 g$ A' w5 N; Q2 _; z- J
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。
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(2) 兩段氮化 ; W5 p0 M5 c' c3 N1 V3 F
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。# ~" w7 L9 @: K
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# [8 ~# p3 F" _1 O% V- W& n 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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2 s' _) l2 T; K(3) 三段氮化 . F4 I3 Y& }) ~9 Z. g {5 j8 R
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. K( z5 \. y% M# O! Z
6 B6 O R: F- D! n" Z 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。
- ]; C- h2 V' g* @3 D, F 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。
- a+ P% y. H6 l( ?7 d(五) 出爐 r/ L0 Y7 g0 U" y
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。 y# @& x7 f5 f3 A8 S" c+ V
2. 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。
: D; _+ ?% |; O( W5 _5 I; Q3. 出爐後即可小心的將工件及隨爐試片取下。
( O1 _: z; p% Z/ K(六) 異常處理+ M: f2 F0 [9 P9 d% u1 K
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。* n% Y5 W3 d: D7 ^4 P
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氣體軟氮化的操作3 E2 v8 r! b X0 x
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。
0 A) ], P6 a: `( P 一、 常用氣體軟氮化滲劑有:
4 d! q% K$ U2 |# z(一) 氨氣 (50%) +醇類 (甲醇或乙醇)(50%)% l( q' L7 C- a
(二) 氨氣 (50%)+吸熱式氣體 (50%)$ ^" n+ J% j( [* U4 F9 M/ B
(三) 尿素 (100%) 熱分解0 H( {- K' Q6 K, J3 y
(四) 含氮碳有機液體熱分解 |
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