氮化（软氮化）白亮层硬度与哪些因素有关？

hyq

请教不位大侠:同一材料的氮化（软氮化）白亮层硬度高低与哪些因素有关?

mideas

软氮化实质上是以渗氮为主的低温氮碳共渗，钢的氮原子渗入的同时，还有少量的碳原子渗入，其处理结果与一般气体氮化相比，渗层硬度较氮化低，脆性较小，故称为软氮化。
5 A3 p/ `3 M; V4 j" n* l% z  1、软氮化方法分为：气体软氮化、液体软氮化及固体软氮化三大类。目前国内生产中应用最广泛的是气体软氮化。气体软氮化是在含有活性氮、碳原子的气氛中进行低温氮、碳共渗，常用的共渗介质有尿素、甲酰胺、氨气和三乙醇胺，它们在软氮化温度下发生热分解反应，产生活性氮、碳原子。
% m. X* H+ X% ~$ \活性氮、碳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氮碳共渗层。
  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。
- Y4 M" ~  E' ]  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亮层，它是由ε相、γ`相和含氮的渗碳体Fe3（C，N）所组成，次层为的扩散层，它主要是由γ`相和ε相组成。
  软氮化具有以下特点：
' p+ i* j5 k& M  (1)、处理温度低，时间短，工件变形小。
' ?! O! ~: p" K2 t' a; C4 J  (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。
  3、能显著地提高工件的疲劳强度、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。
  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。
  因此，目前生产中软氮化巳广泛应用于模具、量具、刀具（如：高速钢刀具）等、曲轴、齿轮、气缸套、机械结构件等耐磨工件的处理。
6 r4 u5 a/ e" H0 t' q5 `渗氮（软氮化）的常见缺陷
) c( Y1 g6 ?! T) T, `+ Z一、硬度偏低
: b4 n% L7 M, L5 t) _　　生产实践中，工件渗氮（软氮化）后其表面硬度有时达不到工艺规定的要求，轻者可以返工，重者则造成报废。造成硬度偏低的原因是多方面的：
  ]- i, }5 O- _( T2 u1 _$ E设备方面：如系统漏气造成氧化；
, l, H- Z; J% S0 ~6 C+ p材料：如材料选择欠佳；
/ A( O2 s, v- i. P; E0 A+ }9 @前期热处理：如基体硬度太低，表面脱碳严重等；
预先处理：如进炉前的清洁方式及清洁度。
工艺方面：如渗氮（软氮化）温度过高或过低，时间短或氮势不足等等。
7 p, |  c+ `/ f3 h$ \7 J所以具体情况要具体分析，找准原因，解决问题。
二、硬度和渗层不均匀
　　装炉方式不当；
气压调节不当；
7 F% q7 q. |6 O6 n温度不均；
$ ?4 _1 M  M4 `7 `炉内气流不合理。
三、变形过大
; s2 F0 e! A; j7 f　　变形是难以杜绝的，对易变形件，采取以下措施，有利于减小变形：
渗氮（软氮化）前应进行稳定化处理；
5 c' C8 \# @7 c/ k4 f渗氮（软氮化）过程中的升、降温速度应缓慢；
保温阶段尽量使工件各处的温度均匀一致。对变形要求严格的工件，如果工艺许可，尽可能采用较低的氮化（软氮化）温度。
四、处观质量差
( E- n" I: U) _& n) v　　渗氮（软氮化）件出炉后首先用肉眼检查外观质量，钢件经渗氮（软氮化）处理后表面通常呈银灰（蓝黑色）色或暗灰色（蓝黑色），不同材质的工件，氮化（软氮化）后其表面颜色略有区别，钛及钛合金件表面应呈金黄色。　　　　　
1 a  u+ p3 p% ]. Q五、脉状氮化物
　　氮化（特别是离子氮化）易出现脉状氮化物，即扩散层与表面平行走向呈白色波纹状的氮化物。其形成机理尚无定论，一般认为与合金元素在晶界偏聚及氮原子的扩散有关。因此，控制合金元素偏聚的措施均有利于减轻脉状氮化物的形成。工艺参数方面，渗氮温度越高，保温时间越长,越易促进脉状组织的形成，如工件的棱角处，因渗氮温度相对较高，脉状组织比其它部位严重得多。

[ 本帖最后由 mideas 于 2007-11-17 18:09 编辑 ]