零件的表面强化工艺课件.pptVIP

二、化學熱處理分類2.滲氮滲氮是將工件放在含氮介質中，加熱到480～600℃低溫，使氮原子滲入其表面，形成以氮化物為主的滲層，也稱為氮化。（1）滲氮的特點及工藝過程滲氮可以獲得比滲碳更高的表面硬度和耐磨性，滲氮後的表面硬度可以高達HV950～1200(相當於HRC65～72），無需再進行熱處理，而且到600℃仍可維持相當高的硬度。滲氮還可獲得比滲碳更高的彎曲疲勞被度。此外，由於滲氮溫度較低（500～570℃之間），故變形很小，滲氮也可以提高工件的抗腐蝕性能。目前除了鋼以外，其他如鈦、鉬等難熔金屬及其合金也廣泛地採用滲氮。但是滲氮工藝過程較長，勞動條件差，滲層也較薄，不能承受太大的接觸應力。2.滲氮（2）滲氮工藝參數控制一般控制滲氮的工藝參數是加熱溫度、保溫時間及不同加熱、保溫階段的罐內氨分解率。滲氮溫度常在480℃～560℃範圍內選擇。隨著滲氮溫度的提高，滲層深度增加，而硬度卻顯著降低。滲氮時間滲氮層隨時間延長而增厚，呈拋物線規律，隨保溫時間的延長，硬度下降。滲氮時間根據鋼材成分、滲氮溫度與層深要求而定。氨分解率對於一定的工藝溫度，氨分解率在一個比較適宜的範圍降低時，滲氮層深度及硬度也隨之下降，超過一定界限，就會很快下降。氨分解率的控制是通過調整氨的流量及爐內壓力來實現的。2.滲氮（3）滲氮工藝方法根據使用介質的不同，滲氮工藝可以分成固體滲氮、液體滲氮和氣體滲氮三種。由於氣體滲氮法遠優於另外兩種，因而氣體滲氮法在工業生產中使用最多。氣體滲氮基本裝置1-氨瓶2-乾燥箱3-氨壓力錶4-流量計5-進氣管6-熱電偶7-滲氮罐8-氨分解測定計9-U形壓力計10-泡泡瓶二、化學熱處理分類3.碳氮共滲碳氮共滲是在一定溫度下，同時將碳、氮滲入工件表面奧氏體中，並以滲碳為主的化學熱處理工藝。碳氮共滲層比滲碳有更高的耐磨性、疲勞強度和耐蝕性；比滲氮有較高的抗壓強度和較低的表面脆性。而且生產週期短，滲速快，所用材料廣泛。3.碳氮共滲（1）碳氮共滲分類及特點分類：按所使用介質的不同可分為固體碳氮共滲、液體碳氮共滲和氣體碳氮共滲。其中氣體碳氮共滲表面品質容易控制，操作簡便，生產過程易於實現機械化與自動化，應用廣泛。按滲層深度分類，可分為薄層碳氮共滲、碳氮共滲和深層碳氮共滲。按共滲溫度分類，可分為低溫碳氮共滲、中溫碳氮共滲和高溫碳氮共滲。特點：碳氮共滲溫度低，共滲後奧氏體晶粒不致長大，可以直接淬火，而且變形小；由於氮的滲入，提高了滲層中的碳濃度；共滲層的淬火組織，一般是由細針狀(或隱晶)馬氏體、適量碳氮化合物及殘餘奧氏體組成；具有高耐磨性；碳氮共滲的滲層較薄，在0.25～0.6mm範圍。3.碳氮共滲（2）碳氮共滲後的熱處理碳氮共滲因溫度較低，一般不會發生晶粒長大，故在共滲後大都可以進行直接淬火，使得滲層轉變為含碳、氮的馬氏體，心部為馬氏體、貝氏體或珠光體組織，通過低溫回火，適當提高鋼的韌性。3.碳氮共滲（3）氣體碳氮共滲氣體碳氮共滲與氣體滲碳差不多，僅需將滲碳設備略加改裝，增添供氨系統即可。對碳氮共滲介質的基本要求：碳氮共滲介質在加熱時應能同時產生碳、氮活性原子，碳、氮含量成一定比例共滲溫度的選擇應同時考慮工藝性和工件的使用性能，如共滲速度、工件變形、滲層組織及性能等。溫度愈高，為達到一定厚度滲層所需時間愈短，但工件變形增大，而且滲層中氮含量急劇下降。溫度過低，不僅滲速減慢，而且在滲層表面易形成脆性的高氮化合物，心部組織淬火後硬度較低，性能變差。共滲溫度一經確定，則保溫時間主要取決於滲層深度要求，隨著時間延長，滲層內碳、氮濃度梯度變得較為平緩，有利於提高工件表面的承載能力。但時間過長，易使表面碳、氮濃度過高，引起表面脆性或淬火後殘餘奧氏體過多。如出現這種情況，應該降低共滲後期的滲劑供應量，或適當提高處理溫度。零件的表面強化工藝第一節零件表面機械強化處理表面機械強化處理是利用機械能使工件表面產生塑性變形，引起表面形變強化的方法，亦稱為表面形變強化。有噴丸、噴砂、滾壓和孔擠壓等工藝。腐蝕、磨損、斷裂是機器零部件的三大失效模式，其中以斷裂失效帶來的災難與損失最大。而斷裂失效中疲勞斷裂所占比例最高。汽車中的一些重要零部件，如彈簧、軸、齒輪、連杆、車輪等承受迴圈交變載荷，有時發生疲勞斷裂失效。而表面機械強化處理是提高機器零部件疲勞壽命最為有效的手段。第一節零件表面機械強化處理一、機械表面處理的強化原理1.表面形變強化圖8-1噴丸形變硬化層結構和殘餘應力分佈示