离子氮化层的厚度

poxiangzi

当然离子氮化层的厚度与加热温度，保温时间等有关，我想问的是在通常的处理条件下，模具的氮化层厚度有多少？

williswon

当然,这个厚度也没有定论的,还是根据模具的种类,用途来制定,最主要是氮化的目的性.
比如说,
# C: s& x) X1 v& \% o4 P对于热锻模具,使用环境温度较高,因此要具有较高的热强性,耐磨性能,因时就要求有比较深的化合物层深度.通常以10~20um为宜.
" S2 y- y, X) e: p! |对于塑胶模具钢,由于使用温度也较高,且高温下的塑胶具有一定的腐蚀性,因此对化合物层的厚度要求也是较高,也以10~20um为宜,当然也可以更高.
8 D4 L8 A+ E% Y+ V$ @! L2 X: Z! E但是对于冷作模具钢,若有较厚的化合物层厚度,边角则会产生一定的脆性,因此氮化后最好是化合物层越薄越好,但从耐磨性上来讲,最好还是要保留一定的化合物层,因此化合物层厚度通常以小于4um为宜,但此时最好能有较深的扩散层深度.

lcshjsb

离子氮化层的厚度
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离子氮化工艺：将工件加热到560 ℃，通入氮作渗剂，通入量为400 L/h，持续加热10 h，然后随炉冷却后取出。其显微组织见图5。渗层厚度约为0.2 mm.白亮区为渗氮层，黑色区为过渡层，与基体牢固结合。对氮化层用电镜分析和用X射线进行剥层分析可知：渗层组织是ε相、γ相和合金氮化物CrN,MoN,VN。这些氮化物以弥散形式分布在ε相和γ相中间。γ相具有较高的耐磨性和韧性，加上氮化物的强化，有利于实现模具表面强度和韧性的理想配合，所以渗氮层比基体具有更高的硬度、红硬性及抗蚀性。锥体表面硬度达到HV-0.1=1 100 MPa，见图6。另外渗氮层具有高的残余压应力，有助于改善疲劳及缺口敏感性能。因此，氮化层能提高分流锥的热疲劳、耐磨及耐冲蚀性能。
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http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/tzzzjyshj/tzzz99/tzzz9901/image1/16(3).gif

图5 真空淬火+回火+离子氮化显微组织　×400 " ^, `1 y+ M% W/ k, d: Z: SFig.5 Microstructure of vacuum : q2 a* [5 J  j

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http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/tzzzjyshj/tzzz99/tzzz9901/image1/17((1).gif

图6 表面硬度曲线 & u( J5 Q# s; s% a- u1 s8 |Fig.6 Surface hardness curve

poxiangzi

楼上的见解都很有启发，不过两位给出的参考厚度值不一样，差了10倍？
* z6 F( `1 L2 a2 O+ d
建议版主给楼上两位加分，鼓励讨论，谢谢。

ajhtiger

渗氮层一般可视为内外两层，外层又称白亮层，就是2楼提到的化合物层，一般较薄，内层为双相层，就是2楼提到的扩散层，较厚。两部分加在一起应该在0.15mm以上，甚至可以达到0.5mm以上。

poxiangzi

谢谢楼上各位，明白了点，可以继续问吧：
1）氮化质量如何评价，有没有什么规范，或具体说说要检查些什么指标说明氮化合格呢？
$ D4 q; B+ W- k' y2）实际生产中出现模具氮化层早期剥落的事故，请问这是什么原因？怎样控制或预防？
0 ^+ q% \9 P, d) U$ T3）是不是012AL基体钢氮化质量不稳定呢？有没有那些钢材不适合氮化的，主要指的是锥齿轮热锻及温锻模具。

musachang

可按GB11354-1989标准来测量.