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井式气体渗氮炉工艺操作方法

时间:2018-05-04? 来源:青岛丰东热处理 ?编辑:青岛丰东热处理 点击: 次
    一、预备处理确定原则
    一般结构钢件用调质处理,高温回火温度应该比渗氮温度高20度左右,保温时间不宜过长;
    对冲击韧性要求低的工件,可以采用正火处理,但正火冷却速度要快,断面尺寸较大的工作不得采用正火;
    38CrMoAl钢应采用调质,否则渗氮层中容易出再针状氮化物,工模具钢渗氮前应淬火-回火处理,不得用退火;
    对一些复杂和精密的零件,渗氮前可进行一次或多次去应力且缓慢升温。
    二、工作准备
    1.气密性检查:氮化前应对加热炉、氮化罐和整个氮化系统的管道接头处进行气密性检查,保证氨气不漏和在管路中的畅通无阻。
    2.工件工作面的抛光清洁:要求氮化的表面要经过认真的打磨及仔细的检查,氮化表面应无油迹、锈蚀、尖角、毛刺、碰伤和洗涤不掉的脏物;对于非氮化面要检查防护,涂层是否完整。
    3.检查漏气:用酚酞试纸浸湿后放在怀疑的漏气处,试纸变为红色就证明漏气现象。
    三、工艺规范的规定
    1.渗氮温度:
    1.1常用500-530℃,能保证氮化物有较大的弥散度,硬度最高。
    1.2随渗氮温度升高,渗层深度增加,而硬度显著降低,大于550℃渗氮,多数钢种的最高硬度低于1000HV。
    1.3用两段渗氮法,第二段的温度常低于560℃。
    2.渗氮时间:
    2.1渗氮层随时间的延长而增厚,初期增长率大,以后渐趋缓慢,一般渗速在0.01mm/h左右。
    2.2随保温时间延长,氮化物聚集长大,硬度下降。温度越高,时间越长,长大越利害。
    3.氨分解率:
    3.1分解率为20 一40 %时活性氮原子多,零件表面可大量吸取氮
    3.2分解率超过60 %则气氛中的氢含量高达52%以上,将产生脱氮作用,此时不仅活性氮原子数量减小,而且大量氢分子和氮分子停滞于零件表面附近,使氮原子不易为表面所吸取,从而使
零件表面含氮量降低,渗氮层深度也减薄。
    四、渗氮操作
    1.升温:升温前应通氨气排气,氨气流量是正常流量的两倍以上,对变形要求严格的,可采用阶梯升温,也可以使升温速度小于50度/h。
    2.排气:一般边升温边排气,在150-200℃内排空,在排气过程中可以用PH试纸方法检查炉罐及管道密封情况;排气阶段,不断通入氨气,使炉压达到200-400Pa(U形管装油),空气不清除,不能点燃排气管,在升温阶段氨分解率可达70%,炉气中氨气体积大于95%以上,可以减少氨气流量。
    3.保温:当温度达到渗氮温度后,调节氨气流量,使氨分解率达到工艺所需要的范围,炉压控制在200-600Pa之间,每15-30分钟测一次氨分解率。
    4.冷却:在渗氮结束段后,关闭排气阀,减少氨流量,使氨分解率达到70%左右,保温2小时,减少工件表面脆性;停电降温,保持炉内正压,炉温降到150以下出炉。
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