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软氮化实质上是以渗氮为主的低温碳氮共渗,钢的氮原子渗及的同时,还有少量的碳原子渗入,其处理结果与前述一般气体氮相比,渗层硬度较低,脆性较小,故称为软氮化。 5 n+ M) y8 [3 s" y
/ D6 Q8 d: f, {$ V$ k 1、软氮化方法,软氮化方法分为气体软氮化和液体软氮化两大类。目前国内生产中应用最广泛的是气体软氮化。<,br>气体软氮化是在含有活性碳、氮原子的气氛中进行低温碳、氮共渗,常用的共渗介质有尿素、甲酰胺和三乙醇胺,它们在软氮化温度下发生热分解反应,产生活性碳、氮原子。 - q+ M3 [, w: w) [, P3 Y$ p% |4 j+ ~
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活性碳、氮原子被工件表面吸收,通过扩散渗入工件表层,从而获得以氮为主的碳氮共渗层。 j5 p9 g' ?6 r: u
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气体软氮化温度常用560-570℃,因该温度下氮化层硬度值最高。氮化时间常为2-3小时,因为超过2.5小时,随时间延长,氮化层深度增加很慢。 - P5 T6 W. H/ W$ w' \
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2、软氮化层组织和软氮化特点:钢经软氮化后,表面最外层可获得几微米至几十微米的白层,它是由ε相、γ`相和含氮的渗碳体Fe3(C,N)所组成,次层为0。3-0。4毫米的扩散层,它主要是由γ`相和ε相组成。 U1 s5 s; G3 o5 [
$ R' V! P( J+ _& e- C I. n 软氮化具有以下特点:
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(1)处理温度低,时间短,工件变形小。
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(2)不受钢种限制,碳钢、低合金钢、工模具钢、不锈钢、铸铁及铁基粉未冶金材料均可进行软氮化处理。工件经软氮化后的表面硬度与氮化工艺及材料有关。
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3、能显著地提高工件的疲劳极限、耐磨性和耐腐蚀性。在干摩擦条件下还具有抗擦伤和抗咬合等性能。 ( p1 m }2 ~) b9 @9 d
0 v% I, n7 s2 B( b1 J2 L 4、由于软氮化层不存在脆性ξ相,故氮化层硬而具有一定的韧性,不容易剥落。
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9 z* O. n: T7 ~! M: I3 { 因此,目前生产中软氮化巳广泛应用于模具、量具、高速钢刀具、曲轴、齿轮、气缸套等耐磨工件的处理。
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" u% L2 y' _; p. b5 f 应注意的是,气体软氮化目前存在问题是表层中铁氮化合物层厚度较薄(0.01-0.02mm),且氮化层硬度梯度较陡,故不宜在重载条件下工作。另外,在氮化过程中,炉中会产生HCN这种有毒气体,因此生产中要注意设备的密封,以免炉气漏出污染环境。 |
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