專業承接:碳鋼,合金鋼,工模具鋼,不銹鋼,高速鋼,鑄鐵及粉末冶金等金屬零件的等離子氮化處理。
等離子氮化簡介:
離子氮化是由法國人B.Berghaius於1932年發明的。目前我國在離子滲氮的某些理論和技術方面己處於世界領先水平。該技術是在0.1-10TOrr的含氮氣氛中進行,以爐體為陽極,被處理工件為陰極,在陰陽極間加數百伏的高壓直流。由於輝光放電會產生象霓紅燈壹樣的輝光覆蓋於被處理工件表面使其加熱升溫,同時依靠陰極濺射及離子化作用等進行表面氮化強化處理.
有效地去除金屬表面鈍化膜,在工件表面生成硬化、防護層,能顯著提高零部件的表面硬度,增強磨損抗力和抗咬合力,提高疲勞強度和抗腐蝕性能,從而提高零部件、工模具的質量,延長使用壽命,獲得明顯經濟效益。
壹、技術先進
1﹑等離子滲氮:可獲得高韌性的γ′相(白亮層)或無白亮層的氮化物層,具有良好的耐磨性,耐腐蝕性能和高的疲勞強度。
2﹑等離子氮碳***滲(離子軟氮化)和離子氧氮碳***滲:時間短,效益高,能獲得ε相為主的耐磨,抗擦傷的白亮層,特別適合碳素鋼和鑄鐵零件。
3﹑等離子硫碳氮***滲:時間短,效益高,可靈活控制化合物層,獲得多種類型的滲層,有很厚的ε相,白亮層,有自潤滑作用的FeS層,具有極小的摩擦系數。
二、性能有優良
1﹑環保節能
由於離子氮化是利用輝光放電直接進行加熱,不是依靠化學反應作用,而是利用離子化了的含氮氣體進行氮化處理,且可獲得均勻的溫度,與間接的加熱方式相比效率可提高2陪以上,(能源消耗僅為氣體氮化的40-70%,耗氣量為氣體氮化的百分幾)無需具備防止汙染的環保設施。因此,離子氮化法也稱為本世紀的‘環保氮化法’。
2、滲速快
等離子氮化不僅氮化能力強,而且可使工件表面活化,產生加速吸收和擴散的缺陷,因而離子滲氮可以大大縮短滲氮時間,特別是淺層滲氮時更為突出。例如滲氮層深度在0.3~0.5mm時,離子滲氮的時間僅為普通氣體滲氮時間的1/3~1/5。
3﹑極小的變形
由於離子滲氮是在真空中進行,因此可獲得無氧化的加工表面,也不會損壞被處理工件表面的光潔度,而且在低溫下進行處理(380℃起即可進行氮化處理),被處理的工件變形量極小,可以用來解決很多常規熱處理無法解決的問題,能滿足高精度零部件的要求,處理後無需再進行機械加工,即適合成品件的處理。
4﹑良好的韌性
經氣體氮化和鹽浴氮化處理的工件表面通常會出現較厚(20um以上)的化合物層,這是由於e+γ′兩相組成的不均勻混合物層,裏層則為擴散層。因此,在化合物內產生三相顯微應力,若在此方向上再約略加外力就會產生微裂紋,此裂紋逐漸擴展而使整個化合物層剝落,含鉻,鋁滲氮鋼的化合物層很脆,氣體氮化後壹般都要把它磨去才能使用。而離子氮化可通過控制氣氛中氮和碳的含量比,或氮氣和氫氣的比例,可以獲得5-30um的脆性較小的 ε相單相層或0-8um厚的韌性γ′相單相層,也可以得到韌性更優的無化合物層而僅有擴散層的滲層,這樣可以不需要磨削直接裝機使用。綜合所述,等離子滲氮法通過調節氮氣,氫氣及其它氣體(如:碳,氧,硫等)氣體的比例,可以自由調節化合物層的相組成組織,從而獲得預期的機械性能。
5﹑無需去鈍處理
由於不繡鋼表面鈍化膜的阻礙,傳統的氣體氮化前必須做去鈍處理,因工藝十分繁雜,且不易控制,效果難以保證,離子滲氮因濺射作用,可有效地去除這層鈍化膜,無需去鈍處理,因此等離子氮化工藝為不銹鋼的表面強化處理提供了壹條新的途徑。
等離子氮化廣泛用於冶金機械,輕工機械,汽車工業,鐵道機械,船舶機械,紡織機械,化工機械,煤礦機械等等。
壹般的機械制造:齒輪﹑齒圈﹑驅動軸﹑絲桿﹑螺桿﹑缸筒﹑閥體﹑精密偶件﹑盤型凸輪﹑液壓元件﹑減速機零件﹑渦輪﹑渦桿﹑鏜桿等;
汽車摩托車行業:曲軸﹑凸輪軸﹑齒輪﹑缸套﹑氣門﹑連桿﹑扭轉盤﹑剎車控制系統﹑活塞銷﹑減速機的同步環﹑噴油嘴;
工具:高速鋼鉆頭﹑銑刀﹑鉸刀﹑絲錐﹑滾刀﹑插齒刀﹑拉刀等,經處理後的刀具加工不銹鋼,耐熱鋼效果尤為顯著;
模具:各種塑料模具﹑橡膠模具﹑冷拉模﹑壓鑄模﹑擠壓模﹑熱鍛模﹑玻璃模﹑切邊模﹑彎曲模等,對承受壓力不大的模具,可用正火態或調質態的中碳合金鋼作滲氮處理;
紡織機械:羅拉﹑絡筒機件﹑彈力絲機﹑熱軌﹑鋼領圈等;
在機床,機車,石化,礦山,輕工機械,軍工槍炮等行業也有很廣範應用。
表1 中分類列出了常用的滲氮材料。
類 別 牌 號
碳素結構鋼 08(F)、10、15、20、45、60
合金結構鋼 20MnV、20SiMn2MoV、25SiMn2MoV、37 SiMn2MoV、
15MnVB、20 MnVB、40 MnVB、20Si MnVB、15Cr、20Cr、
30Cr、35Cr、40Cr、15CrMo、38CrSi、20CrMo、30 CrMo、
35 CrMo、42 CrMo、12 CrMoV、35 CrMoV、25 Cr2MoVA、
20Cr3MoWVA、38CrMoAl、20CrV、40 CrV、50 CrVA、15CrMn、20CrMn、40CrMn、20CrMnSi、25 CrMnSi、30 CrMnSi、30CrMoAl、30CrMnAl、30CrMnSiA、20CrMnMo、40 CrMnMo、
20 CrMnTi
30 CrMnTi、12Cr2Ni4、20 Cr2Ni4、20CrNiMo、40CrNiMoA、
45CrNiMoVA、18Cr2Ni4WA、25 Cr2Ni4WA
不銹耐酸鋼
耐熱鋼 1Cr17、1Cr13、2Cr13、7Cr17、1Cr18Ni9、0Cr17Ni7Al、1Cr5Mo、
1Cr13Mo、4Cr9Si2、4Cr14NI14W2Mo
合金工具鋼 Cr12、Cr12MoV、Cr6WV、5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V、
4Cr5MoSiV1、4Cr5MoSiV
高速工具鋼 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2
球墨鑄鐵 QT600-3、QT700-2
鈦合金 TA2、TA4、TA7
表2 常用材料經離子滲氮處理後的表面硬度及深層指標
材料 預先熱處理 離子滲氮技術
類別 材料牌號 方式 硬度 表面硬度 滲層深度
碳鋼 純鐵 退火 300-400 0.15-0.3
10 15 20 原材料 350-430 0.2-0.3
45 55 正火或調質 HB180-200 450-550 0.2-0.5
合金結構鋼 20Cr 調質 500-550 0.2-0.5
20CrMnTi 正火或調質 HB180-200 550-600 0.2-0.5
40Cr 調質 550-650 0.3-0.5
42CrMo 調質 550-700 0.3-0.5
滲氮鋼 38CrMoAi 調質 900-1100 0.2-0.5
30CrMoAi 調質 HB217-223 850-1050 0.2-0.5
30CrMnAi 調質 HB223-228 750-850 0.2-0.5
工模具鋼 Cr12 淬火+回火 HRC50 900-1000 0.15-0.3
Cr12MoV 淬火+回火 950-1050 0.15-0.35
W6MO5Cr4V2 固溶處理 1200-1500 0.01-0.25
3Cr2W8V 淬火+回火 900-1100 0.15-0.35
5CrNiMo 調質 HRC45 750-900 0.3-0.5
5CrMnMo 調質 650-890 0.3-0.5
H13 淬火+回火 950-1200 0.15-0.3
不銹鋼 2Cr13,4Cr13 淬火+回火 900-1000 0.1-0.2
1Cr18Ni9Ni 固溶 HV162 900-1000 0.1-0.2
鑄鐵 HT20-4 鑄態 HB203 350-550 0.1-0.3
QT600-2 正火 350-550 0.1-0.3