3Cr13的离子软氮化试验.pdfVIP

热 处 理 IlHenfTrenttrte眦 3Crl3的离子软氮化试验 上海金刚冶金材料有限公司 (201900) 程 东 【摘要】 对3Cr13钢进行离子软氮化处理试验，并对氮化试样的金相和硬度进行分析测定。结果表 ■ 一 一 明，530~C离子软氮化8h，使3Cr13钢的氮化层深度达到o．25mm，表层硬度达到832HV，约为基体硬度的4 倍，处理后耐磨性提高8倍 一。 一 一 离子软氮化是在低真空条件下，含有活性碳、氮原 2．试验结果及讨论 子气氛中，利用等离子体将碳、氮元素渗入到钢铁材料 (I)金相组织 图I是3Cr13钢离子软氮化后的金 中，获得以氮为主的碳氮共渗表面层。 相组织。由图1可见，FeC1+HC1试剂对断面进行腐蚀， 与以往的气体软氮化相比，离子软氮化不需试验前对 使得3Cr13钢基体与氮化层的界限较清晰，其组织均匀 工件进行去除表面钝化膜处理，省去很多繁琐的工序，且 而细小。 效果较好；一般处理时间6～9h即能达到技术要求，故更 为快速；工艺的控制方式选择范围大，能通过改变专门的 工艺控制参数得到优化的表面化合物层；可以进行局部处 理且简单方便；处理不会产生HCN有毒气体。 离子软氮化后表面一般由两种不同部分组成，最外 层是化合物层，厚度一般在2～20p~m之间，这一层质地 较坚硬，具有抵抗化学腐蚀的功能，其下面是扩散层， 厚度一般在0．1～0．8ram之问。 1．试验材料及工艺 试验用的3Cr13不锈钢化学成分见表1，用真空等离 图13Cr13钢离子软氮化的金相组织 子多功能处理设备对试样进行离子软氮化处理，工艺参 (2)显微硬度 图2显示出3Crl3钢氮化层的显 数如表2所示。 表1 3Crl3钢的化学成分 (质量分数) (％) C Si Mn P S Cr Ni Fe 0．33 0．48 0．52 0．026 0．005 12．6 0．1O 其余 表 2 试验工艺参数 试样电压 试样电流 工作气压 工艺 气氛 ，、l ，k ／Pa 距表面距离 ／pin 氨气 (99％) + 530℃ X6h 850～900 1．8～2．1 500～800 CO (1％) 图2 3Cr13钢氮化层的显微硬度分布 l叠I ! 笪!塑 塾 塑 壁蕉 参磊 ，工热加工 WWW meta1working7950 com t ，删 l垫丝堡 微硬度分布情况 (采用0．49N载荷)。其中3Cr13钢基 试验结果列于表4。 体硬度为 220～250HV，而氮化层 的表层硬度达到 表 4 离子软氮化工艺下的磨损数据 832HV，几乎是基体的4倍，硬度呈梯度分布。 工艺 磨损体积／mm (3)离子软氮化的效率 试验结果与文献气体软氮 未处理 0．407 化 (540℃)结果对比列于表3。