氣體碳氮共滲工藝類型
碳氮共滲是碳氮原子同時(shí)滲入工件表面的一種化學(xué)熱處理工藝。碳氮共滲與滲碳不同,由于氮的滲入而具有以下主要特點(diǎn)。
(1)氮的滲入降低了滲層的相變溫度(A1、A3點(diǎn))
碳氮共滲能在較低的溫度下進(jìn)行。工件不易過(guò)熱,便于直接淬火,淬火變形小。
(2)氮的滲入降低了滲層的臨界冷卻速度
碳氮共滲層中的碳氮奧氏體比滲碳奧氏體的穩(wěn)定性高,臨界冷卻速度降低,可以在比滲碳件更低的冷卻速度下得到表面硬化層,提高滲層的淬透性。同時(shí)也可減小鋼件共滲后的淬火變形和開裂的傾向。
(3)氮的滲入降低了滲層的馬氏體相變溫度(Ms)
由于馬氏體相變溫度下降,減少了奧氏體的轉(zhuǎn)變量,使表層殘余奧氏體較多,硬度有所下降。
(4)碳氮同時(shí)滲入加大了碳的擴(kuò)散系數(shù)在相同的溫度和時(shí)間條件下,碳氮共滲層的深度遠(yuǎn)大于滲碳層的深度,即碳氮共滲的滲速較快,可以縮短工藝周期。
碳氮共滲層比滲碳有更高的耐磨性、疲勞強(qiáng)度和耐蝕性;比氮化有較高的抗壓強(qiáng)度和較低的表面脆性,而且生產(chǎn)周期短,滲速快,可用材料廣泛,因此在國(guó)內(nèi)外都得到廣泛的應(yīng)用。
碳氮共滲熱處理工藝按照溫度劃分為3種,常見的分類方法有以下幾種。
①按使用介質(zhì)不同,可分為固體碳氮其滲、液體碳氮共滲與氣體碳氮共滲。
②按共滲溫度的不同,又可分為低溫碳氮共滲( 520~580℃)、中溫碳氮共滲( 780~880℃)和高溫碳氮共滲(880~930℃)。低溫碳氮共滲以滲氮為主,主要用來(lái)提高工模具的表面硬度、耐磨性和抗咬合性,又稱為軟氮化。
高溫碳氮共滲以滲碳為主,現(xiàn)已很少采用。習(xí)慣上所說(shuō)的碳氮共滲主要是指中溫氣體碳氮共滲。這種工藝的主要特點(diǎn)是處理溫度較滲碳低,且工藝時(shí)間短,滲層性能好,適用面寬。
③按滲層深度的不同,又可分為淺層碳氮共滲和深層碳氦共滲。一般碳氮共滲的滲層深度較薄,通常小于1mm,應(yīng)用的范圍主要是承受中、低負(fù)荷的耐磨件。深層碳氮共滲的層深可達(dá)3-5mm,用于受載較大的工件,由于有足夠深的滲層,故滲層不至于壓陷及剝離。
本文參考《熱處理工藝問答》一書。
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