Ⅰ 氮化处理的有哪些技术要求,都适用什么材料
新一代程控电脉冲型多功能离子轰击炉
1设置了能自动调控全炉温度的第二热源。采用多套可自动调控温的电加热器系统代替原来单套手动升温系统,并将原来提供给电加热器是低电压大电流(≤110V)的交流电改进成高电压小电流的直流电。减少了电干扰,使炉内等温带的上下部温差控制在±2℃以内;使最高使用温度提高至950℃或1100℃(结构与材料要适调);使大功率大容量离子加热设备的制造具备国产化能力。
2、开发了采用单管大功率耐高压(≥2000V)IGBT、脉频1kHz~30kHz、占空比0.1~0.9、峰值电流0~600A的脉冲电源,取消了均压均流等电路,电路工作简捷可靠、直流脉冲可调,能缓减空心阴极效应及尖角放电,使辉光工作更加稳定可靠。
特种材质的特殊热处理
更适用于的特殊高端材料,普通材料如果想突破零件的性价比,也必须采用该工艺手段
2-1 钛合金的特殊的离子氮化,使其表层生成坚硬的TiN层,呈金黄色十分美观;磨损系数极低,因此十分耐磨;由于TiN能耐较高温度,耐蒸汽气蚀,适宜制作蒸汽阀门之类器件。
2-2 某些钢去内应力,又怕氧化,可作真空退火。
2-3 在工业或民用设备中有许多软磁材料、希望能获得较高导磁率(μ)和较低的矫顽力(Hc),但在制作中材质中杂质及碳含量,对μ及Hc影响极大、为此进行释氢处理,去杂质和降低碳的含量,提高μ、降低Hc。
2-4 如F51钢、N80钢和X210CrW12钢,要求耐蚀耐磨、变形微量,经特殊热处理后,获得单相组织的白亮层分别是106um、29um和10um,脆性<一级,变形1um~5um。
2-5 奥氏体不锈钢316L球体不容易氮化、难渗,经离子特殊工艺处理后获得球体实物渗层0.15mm、1Hv685、球体变形0.0025mm。
Ⅱ 如何正确将不锈钢制品做钝化处理
不锈钢制品做钝化处理的几个方法:
1、氧化皮的机械清除
采用恰当的磨具或磨料(80-240目)磨除焊缝表面的氧化皮及其热影响区的热氧化色斑是不锈钢焊管生成中常用的方法。应用中需要注意:这种方法只适用焊态供货的不锈钢焊管,尤其是有敏化倾向(奥氏体)不锈钢焊管;此方法宜采用由粗到细的多道交叉磨抛,对耐蚀性要求较高的应用,应在磨抛后用喷淋或擦洗的方法进行局部钝化处理。
2、除氧化皮酸洗
这是固溶或热处理状态交货的无缝、焊接不锈钢管制造过程不可或缺的最常见的形式,其主要目的是为了去除不锈钢管内外表面在固溶或退火热处理中所生成的氧化皮,其高Cr含量所造成的皮下贫Cr层会严重影响耐蚀性。
不锈钢管化学清洗酸洗溶液配方主要是硝酸和氢氟酸混合液,其浓度视钢种和含Cr量加以调整。
3、电解抛光
亦称电化学抛光,是无磨削的电化学表面除粘附物及金属本身突出点的方法,其本质与电化学刻蚀、电化学切削加工完全相同。即一方面通过阳极反应除去表面粘附异物,另一方面阳极表面金属与电解液反应生成钝化膜并改善表面粗糙度。这种方法可用于使不锈钢表面着色。依据目前国际钝化标准为ISO15730-2000。
4、软酸洗净化
当仅为了清除制造、贮存或运输过程中难以避免的铁离子、其他异质金属及其盐类的沾污,可采用不含氢氟酸的硝酸或柠檬酸进行净化。目前的钝化标准为ASTMA967。应用中,提高处理温度,能更有效地缩短处理时间。
Ⅲ 用什么办法可使不锈钢的硬度变软
国家标准《GBT 20878-2007不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》中,规定了143种不锈钢和耐热钢,其中:奥氏体型66种,奥氏体-铁素体型11种,铁素体型18种,马氏体型38种,沉淀硬化型10种。
几乎所有不锈钢都能通过加热后缓慢冷却(退火)来实现硬度变软。
如果是通过渗碳或渗氮实现硬化的不锈钢,通过加热,使碳、氮元素实现在金属内部固溶,即可实现软化,这种方式叫“固溶退火”,固溶退火一般温度越高固溶效果越好,但出于经济效益考虑,一般在1000-1200℃之间。但如果渗碳或渗氮量过多,退火的效果可能不会太好。
奥氏体不锈钢可能有加工硬化,通过加热至其重结晶温度以上,使内部组织重新奥氏体化,即可实现软化,这种方式叫“重结晶退火”,重结晶退火温度800-900℃即可。
沉淀硬化型不锈钢通过沉淀硬化过程(时效)析出不同类型和数量的碳化物、氮化物、碳氮化物和金属间化合物,以提高其强度硬度,因此通过高温使析出的化合物重新固溶即可实现软化,也属于“固溶退火”。
马氏体型不锈钢通常耐腐蚀性差一些,其可以通过淬火工艺硬化,重结晶退火即可使其软化。
铁素体型不锈钢在低温和高温下都保持铁素体,没有相变,因此不能通过热处理硬化,为消除其加工制作过程中的内应力,一般在700-800℃退火后使用。
Ⅳ 不锈钢如何软化处理
软化不锈钢管 ? 是什么意思 , 是不是 不锈钢管硬度太高 ,不好加工 。想让它软一点 ,那就做 热处理(调质处理) 去应力 ,降低硬度 增加延伸率 。
Ⅳ 不锈钢应该怎样氮化处理
氮化处理是指一种在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。
简介
传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。这些元素在渗氮温度中,与初生态的氮原子接触时,就生成安定的氮化物。尤其是钼元素,不仅作为生成氮化物元素,亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。其他合金钢中的元素,如镍、铜、硅、锰等,对渗氮特性并无多大的帮助。一般而言,如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素,氮化后的效果比较良好。其中铝是最强的氮化物元素,含有0.85~1.5%铝的渗氮结果最佳。在含铬的铬钢而言,如果有足够的含量,亦可得到很好的效果。但没有含合金的碳钢,因其生成的渗氮层很脆,容易剥落,不适合作为渗氮钢。
一般常用的渗氮钢有六种如下:
(1)含铝元素的低合金钢(标准渗氮钢)
(2)含铬元素的中碳低合金钢 SAE 4100,4300,5100,6100,8600,8700,9800系。
(3)热作模具钢(含约5%之铬) SAE H11 (SKD – 61)H12,H13
(4)铁素体及马氏体系不锈钢 SAE 400系
(5)奥氏体系不锈钢 SAE 300系
(6)析出硬化型不锈钢 17 - 4PH,17 – 7PH,A – 286等
含铝的标准渗氮钢,在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层,但其硬化层亦很脆。相反的,含铬的低合金钢硬度较低,但硬化层即比较有韧性,其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。因此选用材料时,宜注意材料之特征,充分利用其优点,俾符合零件之功能。至于工具钢如H11(SKD61)D2(SKD – 11),即有高表面硬度及高心部强度。
技术流程
渗氮前的零件表面清洗
大部分零件,可以使用气体去油法去油后立刻渗氮。部分零件也需要用汽油清洗比较好,但在渗氮前之最后加工方法若采用抛光、研磨、磨光等,即可能产生阻碍渗氮的表面层,致使渗氮后,氮化层不均匀或发生弯曲等缺陷。此时宜采用下列二种方法之一去除表面层。第一种方法在渗氮前首先以气体去油。然后使用氧化铝粉将表面作abrasive cleaning 。第二种方法即将表面加以磷酸皮膜处理(phosphate coating)。
渗氮炉的排除空气
将被处理零件置于渗氮炉中,并将炉盖密封后即可加热,但加热至150℃以前须作炉内排除空气工作。
排除炉内的主要功用是防止氨气分解时与空气接触而发生爆炸性气体,及防止被处理物及支架的表面氧化。其所使用的气体即有氨气及氮气二种。
排除炉内空气的要领如下:
①被处理零件装妥后将炉盖封好,开始通无水氨气,其流量尽量可能多。
②将加热炉之自动温度控制设定在150℃并开始加热(注意炉温不能高于150℃)。
③炉中之空气排除至10%以下,或排出之气体含90%以上之NH3时,再将炉温升高至渗氮温度。
氨的分解率
渗氮是铺及其他合金元素与初生态的氮接触而进行,但初生态氮的产生,即因氨气与加热中的钢料接触时钢料本身成为触媒而促进氨之分解。
虽然在各种分解率的氨气下,皆可渗氮,但一般皆采用15~30%的分解率,并按渗氮所需厚度至少保持4~10小时,处理温度即保持在520℃左右。
冷却
大部份的工业用渗氮炉皆具有热交换机,以期在渗氮工作完成后加以急速冷却加热炉及被处理零件。即渗氮完成后,将加热电源关闭,使炉温降低约50℃,然后将氨的流量增加一倍后开始启开热交换机。此时须注意观察接在排气管上玻璃瓶中,是否有气泡溢出,以确认炉内之正压。等候导入炉中的氨气安定后,即可减少氨的流量至保持炉中正压为止。当炉温下降至150℃以下时,即使用前面所述之排除炉内气体法,导入空气或氮气后方可启开炉盖。
气体氮化
气体氮化系于1923年由德国AF ry 所发表,将工件置于炉内,利NH3气直接输进500~550℃的氮化炉内,保持20~100小时,使NH3气分解为原子状态的(N)气与(H)气而进行渗氮处理,在使钢的表面产生耐磨、耐腐蚀之化合物层为主要目的,其厚度约为0.02~0.02m/m,其性质极硬Hv 1000~1200,又极脆,NH3之分解率视流量的大小与温度的高低而有所改变,流量愈大则分解度愈低,流量愈小则分解率愈高,温度愈高分解率愈高,温度愈低分解率亦愈低,NH3气在570℃时经热分解如下:
NH3 →〔N〕Fe + 3/2 H2
经分解出来的N,随而扩散进入钢的表面形成。相的Fe2 - 3N气体渗氮,一般缺点为硬化层薄而氮化处理时间长。
气体氮化因分解NH3进行渗氮效率低,故一般均固定选用适用于氮化之钢种,如含有Al,Cr,Mo等氮化元素,否则氮化几无法进行,一般使用有JIS、SACM1新JIS、SACM645及SKD61以强韧化处理又称调质因Al,Cr,Mo等皆为提高变态点温度之元素,故淬火温度高,回火温度亦较普通之构造用合金钢高,此乃在氮化温度长时间加热之间,发生回火脆性,故预先施以调质强韧化处理。NH3气体氮化,因为时间长表面粗糙,硬而较脆不易研磨,而且时间长不经济,用于塑胶射出形机的送料管及螺旋杆的氮化。
液体氮化
液体软氮化主要不同是在氮化层里之有Fe3Nε相,Fe4Nr相存在而不含Fe2Nξ相氮化物,ξ相化合物硬脆在氮化处理上是不良于韧性的氮化物,液体软氮化的方法是将被处理工件,先除锈,脱脂,预热后再置于氮化坩埚内,坩埚内是以TF – 1为主盐剂,被加温到560~600℃处理数分至数小时,依工件所受外力负荷大小,而决定氮化层深度,在处理中,必须在坩埚底部通入一支空气管以一定量之空气氮化盐剂分解为CN或CNO,渗透扩散至工作表面,使工件表面最外层化合物8~9%wt的N及少量的C及扩散层,氮原子扩散入α – Fe基地中使钢件更具耐疲劳性,氮化期间由于CNO之分解消耗,所以不断要在6~8小时处理中化验盐剂成份,以便调整空气量或加入新的盐剂。
液体软氮化处理用的材料为铁金属,氮化后的表面硬度以含有 Al,Cr,Mo,Ti元素者硬度较高,而其含金量愈多而氮化深度愈浅,如炭素钢Hv 350~650,不锈钢Hv 1000~1200,氮化钢Hv 800~1100。
液体软氮化适用于耐磨及耐疲劳等汽车零件,缝衣机、照相机等如气缸套处理,气门阀处理、活塞筒处理及不易变形的模具处。采用液体软氮化的国家,西欧各国、美国、苏俄、日本。
离子氮化
此一方法为将一工件放置于氮化炉内,预先将炉内抽成真空达10-2~10-3 Torr(㎜Hg)后导入N2气体或N2 + H2之混合气体,调整炉内达1~10 Torr,将炉体接上阳极,工件接上阴极,两极间通以数百伏之直流电压,此时炉内之N2气体则发生光辉放电成正离子,向工作表面移动,在瞬间阴极电压急剧下降,使正离子以高速冲向阴极表面,将动能转变为气能,使得工件表面温度得以上升,因氮离子的冲击后将工件表面打出Fe.C.O.等元素飞溅出来与氮离子结合成FeN,由此氮化铁逐渐被吸附在工件上而产生氮化作用,离子氮化在基本上是采用氮气,但若添加碳化氢系气体则可作离子软氮化处理,但一般统称离子氮化处理,工件表面氮气浓度可改变炉内充填的混合气体(N2 + H2)的分压比调节得之,纯离子氮化时,在工作表面得单相的r′(Fe4N)组织含N量在5.7~6.1%wt,厚层在10μn以内,此化合物层强韧而非多孔质层,不易脱落,由于氮化铁不断的被工件吸附并扩散至内部,由表面至内部的组织即为FeN → Fe2N → Fe3N→ Fe4N顺序变化,单相ε(Fe3N)含N量在5.7~11.0%wt,单相ξ(Fe2N)含N量在11.0~11.35%wt,离子氮化首先生成r相再添加碳化氢气系时使其变成ε相之化合物层与扩散层,由于扩散层的增加对疲劳强度的增加有很多助。而蚀性以ε相最佳。
离子氮化处理的度可从350℃开始,由于考虑到材质及其相关机械性质的选用处理时间可由数分钟以致于长时间的处理,本法与过去利用热分解方化学反应而氮化的处理法不同,本法系利用高离子能之故,过去认为难处理的不锈钢、钛、钴等材料也能简单的施以优秀的表面硬化处理
Ⅵ 不锈钢热处理,怎么氮化
Hⅴ850~1200是什么意思,另外HV表示什么意思。
Ⅶ 1Cr18Ni9Ti(321不锈钢)适合做什么氮化
什么氮化都行,不过一般来讲奥氏体不锈钢做离子氮化效果比较理想,原因在于,不锈钢表面有钝化膜阻止活性氮原子的渗入,气体氮化或者QPQ时需要用酸洗或者喷砂等办法活化表面,而离子氮化时则不存在这个问题。不锈钢氮化后表面硬度一般在900HV以上,1100HV也是可以做到的(我得到过的最高数据是1138HV),时间根据白亮层厚度定,白亮层厚度比碳钢要薄,一般不会超过15微米。
Ⅷ 不锈钢怎么氮化处理啊
不锈钢的氮化方法关键在于去除其钝化膜,钝化膜是不锈钢防锈和不能氮化回的原因所在答,所以要使不锈钢氮化,关键是去除表面的钝化膜。不锈钢氮化的目的在于提高其硬度,提高其耐摩性和抗侵蚀能力。去除钝化膜的方法有化学法和机械法,化学法是把工件泡在50%(体积)盐酸(温度70度)中,然后用水清洗干净;机械法可以采用喷沙去除钝化膜。在相同的氮化温度情况下,奥氏体不锈钢比珠光体或马氏体不锈钢的氮化速度要慢得多,钢中合金化程度越高氮化速度越慢。
高速钢的氮化一般高速钢的氮化不宜出现3相,否则将出使渗层变脆,根据以上规律,高速钢应进行低温短时渗氮。因为在较低的温度下渗层厚度的增厚比较慢,便于控制,且渗层表面氮浓度较低。短时低温氮化浓度较低,韧性较好。高速钢(w18cr4v)一般采用510—520摄氏度)直径《15mm的用15—20min,较大的采用25—32min,大型的采用60min
Ⅸ 如何提高软氮化后的表面硬度
氮化是固溶强化,表面硬度主要取决于化合物层,得到一定厚度的致密化合物层是关键。通常15~30微米即可,过厚易造成疏松,硬度降低。得到致密化合物层的关键是氮势和温度。
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Ⅹ 软氮化和硬氮化有什么区别,又各有什么优势
1,硬氮化:学名‘渗氮’,也有人称为常规氮化。渗入钢表面的是单一的‘氮’元素,在方法上有气体法和离子法等。对于结构零件通常选用的钢种为含铬、钼、钛、铝等合金元素的专用钢,也有在其它钢种上进行渗氮的,例如不锈钢、模具钢等。渗氮处理的温度通常在480~540℃范围(既要保持工件的心部的调质硬度又要使渗氮层的硬度达到要求值),处理的时间按照要求深度不同,一般为15~70小时,甚至更长。渗氮的着眼点是希望获得较深厚度(0.1~0.65mm,也有要求更深一些的)具有高硬度的呈弥散状的合金氮化物层(即扩散层),对于出现外表层的化合物层(白亮层)则希望尽可能的浅簿,甚至希望没有。
2,软氮化:学名‘氮碳共渗’,早期把苏联(俄罗斯)的液体法翻译为‘低温氰化’。现在国内流行的有气体法、无(低)毒液体法和离子法。渗入钢表面的元素以‘氮’为主,同时添加了‘碳’。碳的加入使表面化合物层(白亮层)的形成和性能得到某些甚至是明显的改善。这里要强调一下,和渗氮不同的地方是:氮碳共渗的着眼点是希望获得一定厚度(一般为10~20μm,也有要求20μm以上的,目前实验室里据称在碳素钢上曾经达到的厚度为110μm)硬度高、脆性小、没有或很少疏松等性能优良的白亮层,至于次表面的扩散层,按照钢种和使用要求不同虽然有时需要作某些调整,但处于次要地位了。氮碳共渗的适用广泛,几乎覆盖所有常用钢种和铸铁。以碳素钢为例,按照氮碳共渗处理的温度分为铁索体氮碳共渗(520~590℃)和奥氏体氮碳共渗(600~720℃),处理的时间一般为2~6小时,前者获得的白亮层为铁氮化合物,后者快冷后在铁氮化合物层的下面还有一层含氮奥氏体+马氏体层(5~12μm)。为了增强和改善白亮层的性能,我国的热处理工作者还采用了在渗氮的同时又单独或组合添加硼、氧、硫、稀土等元素,做了大量的工作,并且大都不同程度的取得看得出来的效果。这种探索,至今方兴未艾,是热处理工作者孜孜以求的热点之一。
3,‘软氮化’含义不是指获得的硬度比所谓的‘硬氮化’的硬度低,而是含有简便、省事、费用低的意思。