兩段式滲氮 兩段式滲氮工藝曲線如圖2-43所示。階段的工藝參數(shù)(除保溫時(shí)間外)與等溫滲氮相同。第二階段把滲氮溫度提高到550~560℃,以加速氮原子的擴(kuò)散,縮短滲氮周期,氨分解率提高到40%~60%。根據(jù)對(duì)滲氮層的脆性要求,急速前也應(yīng)提前2h提高氨分解率和溫度進(jìn)行退氮處理。
兩段式滲氮的時(shí)間比等溫滲氮短,齒輪架熱處理,表面硬度稍微低,變形略有增大,適用于滲氮層較深批量較大的零件。
離子滲入
又稱輝光滲氮,是利用輝光放電原理進(jìn)行的。把金屬工件作為陰極放入通有含氮介質(zhì)的負(fù)壓容器中,通電后介質(zhì)中的氮?dú)湓颖浑婋x,在陰陽(yáng)極之間形成等離子區(qū)。在等離子區(qū)強(qiáng)電場(chǎng)作用下,氮和氫的正離子以高速向工件表面轟擊。離子的高動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽訜峁ぜ砻嬷了铚囟取S捎陔x子的轟擊,工件表面產(chǎn)生原子濺射,因而得到凈化,同時(shí)由于吸附和擴(kuò)散作用,氮遂滲入工件表面。
與一般的氣體滲氮相比,離子滲氮的特點(diǎn)是:可適當(dāng)縮短滲氮周期;滲氮層脆性小;可節(jié)約能源和氨的消耗量;對(duì)不需要滲氮的部分可屏蔽起來(lái),實(shí)現(xiàn)局部滲氮;離子轟擊有凈化表面作用,能去除工件表面鈍化膜,板軸熱處理,可使不銹鋼、耐熱鋼工件直接滲氮;滲層厚度和組織可以控制。
離子滲氮發(fā)展迅速,已用于機(jī)床絲桿、齒輪、模具等工件。
一般以提高金屬的耐磨性為主要目的,彈簧夾頭熱處理,因此需要獲得高的表面硬度。它適用于38crmoal等滲氮鋼。滲氮后工件表面硬度可達(dá)hv850~1200。滲氮溫度低,工件畸變小,可用于精度要求高、又有耐磨要求的零件,如鏜床鏜桿和主軸、磨床主軸、氣缸套筒等。但由于滲氮層較薄,不適于承受重載的耐磨零件。
氣體滲氮可采用一般滲氮法(即等溫滲氮)或多段(二段、三段)滲氮法。前者是在整個(gè)滲氮過程中滲氮溫度和氨氣分解率保持不變。溫度一般在480~520℃之間,即墨熱處理,氨氣分解率為15~30%,保溫時(shí)間近80小時(shí)。這種工藝適用于滲層淺、畸變要求嚴(yán)、硬度要求高的零件,但處理時(shí)間過長(zhǎng)。多段滲氮是在整個(gè)滲氮過程中按不同階段分別采用不同溫度、不同氨分解率、不同時(shí)間進(jìn)行滲氮和擴(kuò)散。整個(gè)滲氮時(shí)間可以縮短到近50小時(shí),能獲得較深的滲層,但這樣滲氮溫度較高,畸變較大。