特殊热处理真空渗碳.pptVIP

真空渗氮热挤压模的工作试验 N3试验模表层白亮化合物与次表层的硬度梯度较陡，减弱了两者间的结合力，降低了其在热挤压过程中的接触疲劳强度，造成渗层剥落，严重影响了挤压通过量； N4说明仅有扩散层的渗层，其耐磨性还有待进一步的提高； 提高仅有扩散层的渗层硬度，适当厚度的白亮层与扩散层的合理结合， 真空渗氮试验模挤压通过量 当前第30页\共有37页\编于星期五\5点 4Cr5MoSiV1钢挤压模真空渗氮结果 基本上消除渗层中的脉状晶组织，可通过改变炉压级氨流量来调控渗层组织结构，提高渗层质量，真空渗氮层的显微硬度分布较平缓，仅有扩散层的渗层硬度分布更理想； 工艺设备简单，节省主原料氨气用量； 真空渗氮的试验模通过考察其挤压通过量发现，适当的渗氮层厚度（0.12~0.15），仅有扩散层的明显优于有白亮层+扩散层的。 当前第31页\共有37页\编于星期五\5点 H13，3Cr2W8V模具钢真空脉冲渗氮生产 渗氮层组织均匀而致密，没有明显的孔隙或夹杂，这对材料的耐磨性、耐腐蚀性、耐疲劳性、抗咬合性均有很好的作用。 a)H13, b)3Cr2W8V模具钢 真空渗氮层的显微组织500× a b 渗氮层组织分析的结果 当前第32页\共有37页\编于星期五\5点 H13，3Cr2W8V模具钢渗氮层显微结构 在真空条件下，气体具有更多的运动机会，扩散更迅速。在真空脉冲渗氮过程中，采用脉冲送气和抽气方式，炉内氨气不断更新，避免出现滞留气体，使模具各表面经常能与新鲜的氨气接触，因而可以得到均匀的渗层。 真空脉冲渗氮时，随着炉气压力的降低，由于局部脱气作用使表面化合物层内的孔隙程度减轻或消失，因而形成致密的化合物层。 当前第33页\共有37页\编于星期五\5点 H13，3Cr2W8V模具钢渗氮层脆性及硬度 H13，3Cr2W8V经脉冲渗氮后的渗氮层脆性小、化合物层薄、扩散层较厚、硬度较高。 炉温升到渗氮温度时，一部分氨分子在被模具表面吸附并发生分解，如2NH3=3H2+ 2[N]所述；随后活性氮原子[N] 以间隙固熔体形式渗入模具表面。 在渗氮保温时，一方面表层渗氮；另一方面氮向里层扩散，形成一定深度的氮层。两段渗氮的主要目的是降低渗层白亮层的厚度。 H13，3Cr2W8V渗氮层脆性和表面硬度 当前第34页\共有37页\编于星期五\5点 真空渗碳原理 渗碳气的分解 高纯天然气（CH4）或丙烷直接通入炉内。 CH4 =C+2H2-45.2kJ C3H8=C2H4 + CH4 吸收阶段 扩散阶段 当前第1页\共有37页\编于星期五\5点 渗碳气的分解过程 甲烷的具体反应过程： CH4 = CH3+H CH4 +CH3 = C2H6 +H C2H6=C2H4 + H2 C2H4=C2H2 + H2 C2H2=2[C] + H2 催化剂的作用：铁和钢的表面对甲烷分解起了良好的催化作用。 CH4=[C] + 2H2 1000℃以上分解较完全。 当前第2页\共有37页\编于星期五\5点 渗碳气的吸收阶段 化学反应在表层生成渗碳体： 3Fe+CH4=Fe3C+2H2 薄层渗碳体分解出原子并向内部扩散； 渗碳气分解产生的活性碳原子吸附在钢表面并融入奥氏体内； 化学热处理的过程： 表面净化过程 吸附反应过程 吸收扩散形成渗层 当前第3页\共有37页\编于星期五\5点 渗碳过程的扩散阶段 渗碳气中的碳浓度与奥氏体中饱和溶解度相等，则： dT=802.6t1/2/10（6700/T）=25.4Kt1/2 dT总渗碳深度，mm t-渗碳时间，h T-渗碳温度，℉+460 K-渗碳速度系数。 渗碳温度提高，渗碳效率大大提高。 渗碳温度、时间 与总渗碳深度的关系曲线 当前第4页\共有37页\编于星期五\5点 真空渗碳工艺 零件的清洗 零件的放置 升温及均热 均热目的 均热时间的确定 渗碳期及扩散期 当前第5页\共有37页\编于星期五\5点 渗碳期及扩散期 渗碳剂 渗碳温度 渗碳方式 渗碳气的流量与渗碳压力 渗碳时间 渗碳期与扩散期时间的确定 脉冲渗碳方式的脉冲周期和次数的确定 渗碳后热处理 当前第6页\共有37页\编于星期五\5点 渗碳温度的确定 渗碳温度的适用范围 温度范围 零件形状特点 渗碳层深度 零件类别 渗碳气体 1040 较简单，外形要求不高 深 凸轮、轴齿轮 CH4 C3H8+N2 980 一般 一般 C3H8 C3H8+N2 980以下 形状复杂，变形要求严，渗层要求均匀 较浅 柴油机喷嘴等 C3H8 C3H8+N2 当前第7页\共有37页\编于星期五\5点 真空渗碳工艺流程 几种真空渗碳工艺流程 当前第8页\共有37页\编于星期五\5点 时间的确定 渗碳时间