离子软氮化工艺在轿车上的应用.PDF

离子软氮化工艺在轿车上的应用 一 汽嘉信热处理电镀科技有限公司 (吉林长春 130011) 徐德惠 离子氮化是优于气体氮化的一种工艺，在我国普 后，经转子流量计导人三通管与经另一转子流量计的丙 遍以氨气为气源的纯氮化已取得了较好的成绩。但它还 烷气相混合，再被送入炉内。 有如下缺点：一是对碳钢处理的硬化效果差；二是对合 2．试验材料 金钢处理渗层较浅，不能满足某些疲劳强度要求高的重 (1)试验材料 20钢、45钢~H40Cr。 载荷工件的需要，用延长保温时间来加厚渗层的作用不 (2)样品尺寸 为50ramX30mm×20mm的样片， 大，提高氮化温度对加厚渗层虽显著有利，却又会出现 样片两个相对面精磨，20钢正火处理，其他样片为调质 表面硬度急剧下降的矛盾；三是现行离子氮化工艺时间 处理。 较长。 (3)样品装炉 样品问等距为200mITI，均布于阴 本课题研究目的是在离子氮化炉的基础上，对设备进 极盘上，并与两侧阳极等距离。 行必要的改进，开发离子软氮化工艺，以促进离子氮化 本试验所选材料的化学成分如表1所示。 速度，提高工件表面硬度和加深硬化层深度，并缩短生 表1试验用钢的化学成分 产周期，为轿车零件进行离子氮化处理提供技术保障。 材料 化学成分 (质量分数，％) C Si Mn Cr P S 一 试验材料和试验方法 20钢 0．2l 0．36 0．51 0．020 0．021 1．试验设备 45钢 0．47 0．34 O．72 O．017 0．022 40Cr 0．42 O．2l 0．61 1．O1 本试验采用LD一 30离子氮化炉，与本试验有关的 装备要点为： 3．试验工艺 (1)测温帽 它是套在~3mm装热电偶热端上的一 (1)方案一：不同气氛对软氮化的影响 试验条件为 模拟炉内工件温度的装备 ，其上配有防辉光打弧的屏 6O0℃×1．5h，丙烷 ／氨气分别以1／9、2／8、3／7的混合 蔽装置，这种装备基本上能够反映实际温度，其误差 比通入炉内，总流量为0．4m ／la，炉内气压为0．67～ 为±10℃。 0．80kPa。操作时，先通氨气升温，到温后再按比例向 (2)辅助阳极 是用碳钢制成的一圆管，放于炉 炉内通入丙烷气，保温结束后，样片随炉冷却。 中心阳极盘上，与炉衬阳极等距离，以保持均温。 (2)方案二：不同温度对离子软氮化的影响 Fe— (3)供气 氨气罐中的氨气，经干燥罐吸收水分 N—C系的共析温度是565℃，为此 ，氮化温度一般取为 口 肇塑 垫丝 参磊 工热加工 www．macftlnlst．com ．cn Researc＆却舭n砌l!壅苎壁里 570~C。为探索温度对离子软氮化的影响，以丙烷／氨气比为 一 种材料来说，扩散层的范围基本相同，其中 28／的气氛对20钢、45钢和40cr钢，分别在540℃、580℃、