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1离子复合渗氮技术简介----一种新型防腐耐磨和表面强化解决方案离子复合渗氮防腐耐磨处理技术,是我公司最新研发的新型防腐耐磨技术，广泛用于普碳钢、合金钢、特殊钢及不锈钢及其制品的防腐耐磨和表面改性领域，用于解决长期影响机械零件、钢铁制品、枪炮器械、石油管材、水利港口等领域的腐蚀、磨损及螺纹热处理变形问题，可以替代和提升目前使用的气体氮化技术、C、N共渗技术、低温软氮化技术和各种金属和非金属涂镀防腐技术，适合于兵器枪械、航空航天、军舰轮船等领域的金属表面强化和防腐耐磨处理。液体离子复合渗氮处理防腐耐磨技术是升级版的QPQ技术，其技术水平和生产工艺目前处于国际先进、国内领先水平。采用该技术和工艺，可以大幅度地提高枪械、枪炮管机械零件和钢铁制金属的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗腐蚀性、抗螺纹咬合、抗黏结的能力，同时提高和改善其综合机械性能。该技术由于是在制品和零件的的本体采用渗入式表面强化，防腐耐磨硬化层本身就是基体的一部分，不会剥落、起皮等问题，管体通长表面及端面的硬度及强化层深度等各项指标均匀一致。彻底解决困扰机械零件和金属制品使用寿命的腐蚀、磨损和螺纹变形粘扣三大难题。液体离子复合渗氮管技术是我公司的专有技术,具有独立自主的知识产权，已取得中华人民共和国专利，专利号：ZL201320417087.2。该技术取得咸阳市政府重大技术专项支持，项目名称：液体离子渗氮技术在汽车零部件的应用，项目编号为：2013K01-11。获得科研补贴30万元．液体离子复合渗氮技术在军工和航空航天领域的应用范围：1、汽车、摩托车零部件：曲轴、凸轮轴、气门、缸套、活塞杆、球头销、摇臂、驱动轴、雨刮器电机轴、齿轮、壳体等；2、模具制造：铝合金挤压模、注塑模、橡胶模、冷拉模、冲压模等；3、刀具：刀杆、刀体、高速钢钻头、铣、铰刀、丝锥、齿轮刀具、拉刀等；4、轻工机械：打字机零件、冲压件、照相机零件、手机零件；5、包装机械：滑块、导板、导轨等；6、纺织机械：弹力丝机、洛筒机、梳棉机件等各种纺织机械零件；7、军工产品：枪炮管、螺栓、弹盒、齿轮、炮身、导管、衬套、丝杠、发动机轴瓦、曲轴，不锈钢表面强化等；8、液压设备：钢套、缸体、轴承、泵体、连杆、凸轮、齿轮、垫片等；9，航空航天领域：齿轮，轴，齿轮轴，轴承。10、电器设备：各种电器开关；11、供水系统、供气系统，散热系统、制冷系统的管道、阀门、组件等。液体离子复合渗氮技术和工艺适合的钢种：该技术工艺适合所有黑色金属和马氏体不锈钢材料：结构钢、低合金钢：钝铁、Q235、20、20Cr、20CrMnTi、20CrNiMo、35CrMo、42CrMo、45、40Cr、50CrV、65Mn、38CrMoAl。渗层表面硬度：500—800HV工具钢、合金钢：T7~T12、5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V、GCrI5、HI3(0．35%C、1．5%Mo、5%Cr、1%Si、1%V）、Cr12MoV、、38CrMoAl、1Crl3—4Cr13等。渗层表面硬度：850—1000HV。2不锈钢、高速钢：0Crl3～4Crl3、201、301、304、316、1Cr18Ni9Ti、0Crl8Nil2MoTi、4Cr9Si2、5Cr21Mn9Ni4N、淬火的Wl8Cr4V、W6Mo5Cr4V2及1Crl8Ni9Ti。层表面硬度：1000—1250HV炮钢：25Cr3Mo2NiSiWVNb、30SiMn2MoVA、30Cr3MoV、50BA层表面硬度：800—1000HV铸铁：灰口铁、可锻铸铁、球墨铸铁、耐磨合金铸铁。渗层表面硬度：500HV。铁基粉末冶金件。一、渗氮热处理机理1、渗氮原理渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，特别是氮化铝、氮化铬。这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而畸变小。2、液体离子复合渗氮其工艺方法是，特种配方的融盐液体，在一定高的温度下，在盐浴槽和机械零件和管件之间加一定电压的直流电，在电场作用下，融盐中的某种物质被电解，使氮和其它元素呈离子状态源源不断加速吸附在机械零件和管件表面，并扩散至钢的内部，形成抗蚀、耐磨的表面层。液体离子复合渗氮热处理技术是在金属基体表面渗入了N、C、O、S等元素，并在金属表面形成化合物层和扩散层，大幅度提高金属表面的耐磨性、耐腐蚀性和耐疲劳性，这是单一热处理或单一耐腐蚀技术所不能相比的。一般热处理和表面硬化技术只能提高耐磨性，不能提高耐腐蚀性，而绝大部分耐腐蚀技术都不具备高的耐磨性，液体离子复合渗氮表面热处理技术则两者兼而有之。1、液体离子复合渗氮表面热处理后在金属表面形成的化合物层为Fe4-N（Fe2-3N），是一种N的质量分数为6%以上的化合物及含氮奥体组织，它与普通热处理形成的碳的过饱和固溶体（淬火马氏体）有本质的区别。2、液体离子复合渗氮表面热处理的化合物层经过氧化处理后，在机械零件和管件表面形成一层致密化合物，具有很好的的耐腐蚀性、耐磨性和减磨效应,尤其该技术独特的减磨机理和减磨效应，打破了传统的以提高表面硬度增加耐磨性能的概念，使金属摩擦副结合面越磨越光、越磨越硬。同时给予机械零件和管件较好的韧性,保证了机械零件和管件综合机械性能。3、对比陶瓷内衬机械零件和管件以及内表面钨合金镀、钛纳米材料内表面涂层、内衬塑料复合机械零件和管件等涂镀表面处理技术，液体离子复合渗氮处理高防腐耐磨机械零件和管件更有优势，彻底避免了上述几种机械零件和管件的内皮脱落、起皮、卡泵、耐磨性差、划伤等缺陷。4、由于设备工艺上采用了钛/锆/耐高温不锈钢复合材料和中频感应加热方式，具有离子渗氮的功效，加快了渗氮速度，使得渗氮层更深。二、本公司离子复合渗氮处理工艺介绍工艺路线：清洗—预热—氮化（液体、气体）—氧化—冷水淬火—热水清洗—时效处理—浸油—包装本公司离子复合渗氮工艺技术，在国内首创将气体渗氮、液体渗氮和离子渗氮三者融为一体，吸收其各自的优点和钢种适应性，达到理想的综合效果。1、本公司液体离子复合渗氮技术是升级版的QPQ,处理速度更快、渗层深3度更深、渗层组织更优化，在工艺上实现了以下四方面的复合：●在工艺上是指在氮化盐浴和氧化盐浴两种盐浴中处理工件,实现了渗氮工序和氧化工序的复合.●渗层组织上是氮化物和氧化物及含氮奥氏体组织的复合●性能上是耐腐蚀性和耐磨性的复合●技术上是热处理技术和防腐技术的复合●实现了离子渗氮技术和氮化处理技术的复合2、本公司气体渗氮技术，采用具有多功能气体渗氮炉和渗氮工艺，可以实现以下工艺要求：●常规氮化和脉冲氮化●碳氮共渗●气体+液体复合氮化三、主要技术指标:-----渗氮化合物厚度15-50ʋm,最深达100ʋm扩散层达200-500ʋm。-----渗层组织具有独特含氮奥氏体组织和独特的减磨效应，耐磨性比淬火及渗碳淬火高10倍以上-----渗层表面硬度500－1250HV，-----抗蚀性比镀硬铬高20倍以上，高于镀镍！-----盐雾试验可达120小时以上,最大可达1000小时-----解决硬化变形难题是其特长，工件几乎不变形！-----螺栓螺纹处理前后齿形变形量小于螺纹公差带的五分之二！1、良好的耐磨性机械零件和管件的磨损失效，是影响机械零件和管件使用寿命的关键因素之一。适当增加渗层ε相（Fe2-3N）相对量、以及含S化合物，在渗层中形成含氮奥氏体组织，其减磨特性可显著提高机械零件和管件耐磨性。可有效地降低钢制机械零件和管体的磨粒磨损、疲劳磨损、胶合磨损三种方式的磨损。（1）、降低磨粒磨损。摩擦的机械零件、管件和对磨件之间容易产生微观切削的磨粒磨损。它是当凸起部向对面侵入产生的一种磨损。砂粒对机械零件和管件的磨损就属于这种类型。对这种类型的磨损来说则管体表面的硬度越高，其耐磨性越好。液体离子复合渗氮热处理的表面硬度大幅度提高，使其抗砂粒磨损能力大大提高。由于液体离子复合渗氮热处理获得的表面组织是γ’相（Fe4N）、ε’相（Fe2-3N），不同于普通热处理获得的硬组织（Fe3C或合金碳化物和碳马氏体组织）有微观过剩碳化合物造成的微观磨粒磨损。所以液体离子复合渗氮热处理的合金钢机械零件和管件较之其他单纯提高硬度的处理方式其耐磨性成倍提高。（2）、降低疲劳磨损。欲减少疲劳磨损必须提高材料的表面疲劳强度。液体离子复合渗氮热处理由于提高了扩散层的硬度并保持了它的高韧性，提高了机械零件和管件的疲劳极限，减少了疲劳磨损。（3）、降低胶合磨损。欲防止胶合磨损的产生，应该减少胶合处的结合力或提高基体金属的强度。即胶合处的抗剪强度（S）与基体的屈服强度（P）之比（S）/（P）=F越小，则产生的胶合磨损的可能性越小。液体离子复合渗氮热处理技术的作用就在于基体材料选定之后，在管体表面形成了良好的保护膜，它可大大减小胶合处的结合力，可减少胶合磨损可能性的产生。在机械零件和管件的使用过程中会有两种或两种以上的磨损同时发生，有时4还会伴随腐蚀和高温同时产生，使磨损变得复杂。液体离子复合渗氮热处理由于提高了机械零件和管件表面的硬度、疲劳强度减少摩擦副之间的结合力、降低摩擦系数、而且有一定的防腐蚀作用，因此可以抵抗多种类型的磨损和带有腐蚀的磨损。不同的处理方式经摩擦实验对照结果如下：不同处理方式机械零件和管件滚动摩擦实验磨损值比较（材料３８ＣｒＭｏＬｖ、金属挂片试件）序号处理方式硬度磨损值（mg）相对磨损比1液体离子复合渗氮700HV0.5712镀硬铬900HV45.7（剥落）80.173渗碳淬火63.5HRC5.59.64高频淬火60.7HRC9.216.15常规淬火59.8HRC9.316.3不同处理方式机械零件和管件滑动摩擦实验磨损值比较（材料３８ＣｒＭｏＬｖ、金属挂片试件）序号处理方式硬度磨损值（mg）相对磨损比1液体离子复合渗氮700HV0.2212镀硬铬813HV0.462.13离子渗碳700HV0.622.84渗碳淬火63.5HRC3.12145高频淬火61HRC5.1823.76常规淬火58HRC6.4629.4综合考虑滚动摩擦实验和滑动摩擦实验的结果，液体离子复合渗氮热处理合金钢机械零件和管件的耐磨性比常规淬火机械零件和管件、高频感应淬火的耐磨性高16倍以上，是镀硬铬、离子渗氮的2倍以上，为提高机械零件和管件的耐磨性提高了可靠依据。2、耐腐蚀特性液体离子复合渗氮热处理的耐腐蚀性远远高于镀铬、镀镍等表面防护技术的水平，甚至比某些不锈钢的耐腐蚀性还要高。这种高的耐腐蚀性是依靠渗层组织极为稳定，以获得的致密ε相（Fe2-3N）和含氮奥氏体组织，其耐腐蚀性超过镀铬处理10倍以上。极佳的耐腐蚀特性使其可适应富含（H2S、HCI、H2CO3）等侵蚀性物质的恶劣地质环境，并且解决了产品出口海运过程中的海上盐雾腐蚀难题。具体实验比较数据如下：机械零件和管件不同处理方式的盐雾实验（试样开始生锈的时间h）5试样状态J55N80N80Q耐腐蚀性比较普通机械零件和管件0.50.50.51普通氮化机械零件和管件17171734离子复合渗氮＞2087592150-416雾天放置耐腐蚀性比较序号试样种类开始生锈时间（天）相对耐腐蚀性比较1液体离子复合渗氮机械零件和管件364121Cr18Ni9Ti801/4.53镀装饰铬551/6.64镀硬铬231/1651Cr13141/266发黑处理51/73由上述实验可知，液体离子复合渗氮热处理合金钢机械零件和管件在大气中的耐腐蚀性是镀硬铬的16倍，1Cr13不锈钢的26倍，1Cr18Ni9Ti不锈钢的4.5倍。不同材料及处理方法盐雾试验耐腐蚀性比较序号试样种类开始生锈时间（d）相对耐腐蚀性比较1液体离子复合渗氮机械零件和管件140121Cr18Ni9Ti281/53镀装饰铬41/354镀硬铬21/7051Cr133.51/406发黑处理0.51/280由上述实验可知，液体离子复合渗氮热处理合金钢机械零件和管