软氮化处理综述

软氮化处理综述一、简介软氮化就使碳氮共渗，这并不是单一的渗碳或者氮化，而是采用一种综合的处理方式一次完成渗碳和氮化。软淡化的温度比渗碳低，但比氮化高，一般在860度左右。而且不同于渗碳后需要重新加热淬火，而是保温后直接淬火，节约了一道加热工序。硬化层深度相当于渗碳，高于氮化。具有二者的优点，比单一处理要好。氮化包括气体氮化、辉光离子氮化和软氮化，软氮化是一种通俗的叫法，严格的讲，软氮化是一种以渗氮为主的低温氮碳共渗，主要特点是渗速快（2-4h），但渗层薄（一般在0.4以下),渗层梯度陡，硬度并不低，如果是液体氮化，硬度甚至略高于气体氮化。气体氮化可以做到深渗层，它的硬度梯度缓，比软氮化承受的载荷高，外观漂亮，缺点是周期长，表面有脆性相，一般要有一道精加工（加工余量很小，一般1丝到2丝）。辉光离子氮化有气体氮化的优点，在0.4㎜渗层以下，渗速比气体氮化快的多，而且表面不会有脆性相，可以局部氮化，缺点是成本略高，对形状复杂或带长孔的工件效果不好。变形方面应该是辉光离子氮化变形最小，实际中相差很小，很多时候几乎一样。软氮化渗层0.4-0.5mm,氮化一半0.5mm左右软氮化即氮碳共渗，氮化是只渗氮.由于软氮化后另件表面的白亮层比氮化后白亮层脆性小,另件的韧性好故称之为软氮化,软氮化处理后的另件表面硬度有时不比氮化低.对于不同材料软氮化处理后表面硬度在HV500-1200之间.最高硬度接近70HRC二、软氮化即氮碳共渗，与渗氮区别主要是：1.在一定温度下向试件表面渗入氮、碳，以渗氮为主，但非单纯渗氮。2.处理时间比氮化短。3.其表面白层相比渗氮白层而言脆性要小。4.软氮化应用的材料比较广泛。三、渗氮（软氮化）的常见缺陷：1.硬度偏低生产实践中，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：设备方面：如系统漏气造成氧化；材料：如材料选择欠佳；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。所以具体情况要具体分析，找准原因，解决问题。2.硬度和渗层不均匀装炉方式不当；气压调节不当；温度不均；炉内气流不合理。3.变形过大变形是难以杜绝的，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；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。4.处观质量差渗氮（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。5.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。软氮化就是盐浴活性氮化。是在氰盐或尿素，碳酸盐的盐浴中进行的碳氮共渗。它可以显著的提高钢的耐磨性，疲劳强度和耐腐蚀性能。小型锻模要求HRC44~47，回火温度490~510，时间3~5小时中型HRC38~42，回火温度520~540，时间5~7小时大型HRC34~37，回火温度560~580，时间7~9小时。回火后油冷至100度空冷，组织为回火索氏体。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。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。N-C共渗(软氮化)软氮化时,由于C在ε相中的溶解度高(550℃时达3.8%),软氮化的表层是C、N共同的化合物,这种化合物韧性好且耐磨。软氮化温度在565℃以下附近较好,既能保证渗速,又能使形成的ε+γ′相所需的N浓度较高,可以在表层形成ε之前有更多的N渗入基体,这样在第二阶段[N]原子扩散时,有利于形成合理的扩散层。软氮化时间以2～4h为宜,超过6h,渗层不再增加,硬度在2～3h达到最大值。实践证明,用氨气与酒精作渗剂,比较合理的气体软氮化工艺为540℃氨分解率20%～30%,3～4h,再于560℃,氨分解率40%～45%,1～2h(酒精60～80滴Pmin),油冷。氮化处理就是渗氮，现在一般是指离子氮化。离子氮化在保持压铸模心部原有的强度与韧性的同时,能有效地提高压铸模的表面强度,增强模具的耐磨性、耐蚀性和抗粘结性;但指出需要避免化合物层的出现。所谓的软氮化就是氮碳共渗，在氮化的过程中通入一定比例的碳，以提高氮化的速度。得到的氮化硬度略低于氮化。根据设备的不同，可以分为气体软氮化和离子软氮化。软氮化就是盐浴活性氮化。是在氰盐或尿素，碳酸盐的盐浴中进行的碳氮共渗。它可以显著的提高钢的耐磨性，疲劳强度和耐腐蚀性能。热模钢分锤锻模，热挤压模，压铸模和热顶锻模的用钢。常用的有5CrNiMo,5CrMuMo,两者获得最终性能的工艺：淬火温度840~860，加热时间按0.8~1分钟/毫米计算。大型模具要进行两次预热，由于起淬透性很高，可空冷至780，使用油（40~70）淬，盐浴等温淬火，淬至150~200出油立即回火，得到的组织为细针马氏体加残余奥氏体。小型锻模要求HRC44~47，回火温度490~510，时间3~5小时中型HRC38~42，回火温度520~540，时间5~7小时大型HRC34~37，回火温度560~580，时间7~9小时。回火后油冷至100度空冷，组织为回火索氏体。.热作模具处理典型工艺是淬火、回火。