日本渗氮表面处理技术开发
2018-10-30 15:18:36 作者:本网整理 来源:热处理生态圈 分享至:

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    1渗氮处理


    渗氮处理是使处理品在氮化气体或盐浴环境中保持一定时间,使氮渗入处理品表面的处理方法。与渗碳处理不同,渗氮处理后,一般不进行淬火处理。渗氮钢的硬化层是钢中元素的氮化物析出形成的。最表层是硬度达到1000HV以上的氮化合物层,化合物层的下面是氮扩散层。


    渗氮处理与软氮化不同,渗氮处理中氮从表面渗入,因此也叫做纯氮化。软氮化是碳和氮同时渗入钢中的处理方法。此外,还有碳和氮同时渗入钢中的碳氮共渗方法,但软氮化的处理温度低(500-600℃),不发生组织转变。碳氮共渗是在常规渗碳处理后,进行高温(约850℃)处理,然后进行淬火,所以发生组织转变(马氏体转变)。软氮化的优点是处理品变形小,缺点是硬化层深度小。碳氮共渗的优缺点与软氮化相反。


    与渗碳品相比渗氮品的表面硬度更高、耐磨性和抗热黏结性更好。但是渗氮处理的硬化层深度小,要获得较深的硬化层需要长时间处理,不够经济。因此,对要求高强度的部件,渗氮处理的应用受到局限。


    2渗氮处理技术开发


    渗氮处理产生的最表层的氮化合物层硬度高、耐磨性好,但比较脆弱,是发生剥离、导致强度下降的主要原因。为此,进行了不生成氮化合物层处理方法的研发。此外,还推进了利用高电压使氮化气体离子化,进行快速处理的等离子氮化、高温氮化技术的开发。


    日本标准中用于渗氮处理的标准钢种大部分是机械结构碳素钢标准(JIS G 4051)、保证淬透性结构钢(H钢)标准(JIS G 4052)和机械结构合金钢标准(JIS G 4053)中的钢种。主要有SC、SCr、SCM、SACM等牌号。这些钢的C含量约为0.40%。SACM465已经作为渗氮钢纳入JIS标准,钢中提高了Cr、Al含量以通过氮化获得高硬度。


    渗氮处理是无组织转变的处理,处理品在500-600℃的渗氮温度下保持时间过长,内部会发生软化。因此,要对内部要求硬度和加工性进行综合考虑,选择适宜的渗氮钢钢种和渗氮处理条件。渗氮处理是无组织转变的处理方法,其优点是热处理变形小。另一方面,渗氮处理的硬化层深度小,强度不如渗碳品高。所以对开发出高强度、低变形渗氮钢的要求很迫切。为此开发出添加Cr、Al、V等提高氮化硬度元素的高强度渗氮钢,并实现了实用化。

 

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责任编辑:王元

 

 


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