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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 滾筒表面滲碳淬火會(huì)裂嗎？ [打印本頁(yè)]

作者: xhx960066 時(shí)間: 2008-5-31 10:21
標(biāo)題: 滾筒表面滲碳淬火會(huì)裂嗎,？
有些大的輥筒，一般很難買(mǎi)到高碳鋼或合金鋼的材料，而且又貴,，可又要要求表面硬度。想買(mǎi)普通材料,，加滲碳淬火,，可是有朋友說(shuō)，管件容易裂開(kāi),。向高手請(qǐng)教,，會(huì)嗎？

作者: 三腳貓 時(shí)間: 2008-5-31 10:41
滲氮

作者: hfboy 時(shí)間: 2008-6-9 08:08
我也有800mm直徑的輥?zhàn)�,，�?t,，要表面淬火，你找好地兒告訴我一下

作者: 真正 時(shí)間: 2008-6-27 19:39
滾筒表面滲碳淬火會(huì)裂嗎,？“有些大的輥筒,，一般很難買(mǎi)到高碳鋼或合金鋼的材料，而且又貴,，可又要要求表面硬度,。想買(mǎi)普通材料，加滲碳淬火,，可是有朋友說(shuō),，管件容易裂開(kāi)�,！�
回復(fù)：從你要的鋼板材料來(lái)看,，選擇的鋼板材料應(yīng)是45#鋼或低合金鋼。鋼板加工的工序?yàn)椋?鋼板探傷應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn),。下料,、劃線、切割,、刨邊,、輥圓,、點(diǎn)焊焊縫、矯正圓度,；2.焊接應(yīng)符合工藝：焊前預(yù)熱,、焊接要有合適的電弧電壓、焊接電流及焊接線速度,；焊接材料應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn),。焊后保溫。3.去應(yīng)力退火,。4粗車(chē),、超聲波探傷、精車(chē)（留量）,、磁粉探傷,、5.滲碳淬火。（磨床加工）.磁粉探傷,、尺寸檢查,、硬度檢查。6.各工序都要有合格證,。
回復(fù)：“800mm直徑的輥?zhàn)�,，�?t，要表面淬火,�,！辈牧蠎�(yīng)該是鍛件。根據(jù)材料的不同及用途不同,，要求的理化性能也不同,，熱處理的工藝會(huì)不同。一般情況下不會(huì)有問(wèn)題,。

作者: 老丁1 時(shí)間: 2008-6-27 21:14
同意三腳貓,，滲氮即可提高耐磨性，又可防腐蝕,。

作者: 魚(yú)兒米奇 時(shí)間: 2008-6-28 07:56
氮化處理又稱(chēng)為擴(kuò)散滲氮,。氣體滲氮在1923年左右，由德國(guó)人Fry首度研究發(fā)展并加以工業(yè)化,。由于經(jīng)本法處理的制品具有優(yōu)異的耐磨性,、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫,，其應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大,。例如鉆頭、螺絲攻、擠壓模,、壓鑄模,、鍜壓機(jī)用鍜造模、螺桿,、連桿,、曲軸、吸氣及排氣活門(mén)及齒輪凸輪等均有使用,。

一,、氮化用鋼簡(jiǎn)介

   傳統(tǒng)的合金鋼料中之鋁、鉻,、釩及鉬元素對(duì)滲氮甚有幫助,。這些元素在滲氮溫度中，與初生態(tài)的氮原子接觸時(shí),，就生成安定的氮化物,。尤其是鉬元素，不僅作為生成氮化物元素,，亦作為降低在滲氮溫度時(shí)所發(fā)生的脆性,。其他合金鋼中的元素，如鎳,、銅、硅,、錳等,，對(duì)滲氮特性并無(wú)多大的幫助。一般而言,，如果鋼料中含有一種或多種的氮化物生成元素,，氮化后的效果比較良好。其中鋁是最強(qiáng)的氮化物元素,，含有0.85～1.5％鋁的滲氮結(jié)果最佳,。在含鉻的鉻鋼而言，如果有足夠的含量,，亦可得到很好的效果,。但沒(méi)有含合金的碳鋼，因其生成的滲氮層很脆,，容易剝落,，不適合作為滲氮鋼。

   一般常用的滲氮鋼有六種如下：

   （1）含鋁元素的低合金鋼（標(biāo)準(zhǔn)滲氮鋼）
   （2）含鉻元素的中碳低合金鋼 SAE 4100,，4300,，5100，6100，8600,，8700,，9800系。
   （3）熱作模具鋼（含約5％之鉻） SAE H11 （SKD – 61）H12,，H13
   （4）肥粒鐵及麻田散鐵系不銹鋼    SAE 400系
   （5）奧斯田鐵系不銹鋼 SAE 300系
   （6）析出硬化型不銹鋼 17 - 4PH,，17 – 7PH，A – 286等

   含鋁的標(biāo)準(zhǔn)滲氮鋼,，在氮化后雖可得到很高的硬度及高耐磨的表層,，但其硬化層亦很脆。相反的,，含鉻的低合金鋼硬度較低,，但硬化層即比較有韌性，其表面亦有相當(dāng)?shù)哪湍バ约澳褪男�,。因此選用材料時(shí),，宜注意材料之特徵，充分利用其優(yōu)點(diǎn),，俾符合零件之功能,。至于工具鋼如H11（SKD61）D2（SKD – 11），即有高表面硬度及高心部強(qiáng)度,。

二,、氮化處理技術(shù)：

   調(diào)質(zhì)后的零件，在滲氮處理前須徹底清洗干凈,，茲將包括清洗的滲氮工作程序分述如下：

   （1）滲氮前的零件表面清洗

   大部分零件,，可以使用氣體去油法去油后立刻滲氮。但在滲氮前之最后加工方法若采用拋光,、研磨,、磨光等，即可能產(chǎn)生阻礙滲氮的表面層,，致使?jié)B氮后,，氮化層不均勻或發(fā)生彎曲等缺陷。此時(shí)宜采用下列二種方法之一去除表面層,。第一種方法在滲氮前首先以氣體去油,。然后使用氧化鋁粉將表面作abrassive cleaning 。第二種方法即將表面加以磷酸皮膜處理（phosphate coating）,。

   （2）滲氮爐的排除空氣

   將被處理零件置于滲氮爐中,，并將爐蓋密封后即可加熱，但加熱至150℃以前須作爐內(nèi)排除空氣工作,。

   排除爐內(nèi)的主要功用是防止氨氣分解時(shí)與空氣接觸而發(fā)生爆炸性氣體,，及防止被處理物及支架的表面氧化,。其所使用的氣體即有氨氣及氮?dú)舛N。

   排除爐內(nèi)空氣的要領(lǐng)如下：

   ①被處理零件裝妥后將爐蓋封好,，開(kāi)始通無(wú)水氨氣,，其流量盡量可能多。
   ②將加熱爐之自動(dòng)溫度控制設(shè)定在150℃并開(kāi)始加熱（注意爐溫不能高于150℃）,。
   ③爐中之空氣排除至10％以下,，或排出之氣體含90％以上之NH3時(shí)，再將爐溫升高至滲氮溫度,。

   （3）氨的分解率

   滲氮是鋪及其他合金元素與初生態(tài)的氮接觸而進(jìn)行,，但初生態(tài)氮的產(chǎn)生，即因氨氣與加熱中的鋼料接觸時(shí)鋼料本身成為觸媒而促進(jìn)氨之分解,。

   雖然在各種分解率的氨氣下,，皆可滲氮，但一般皆采用15～30％的分解率,，并按滲氮所需厚度至少保持4～10小時(shí),，處理溫度即保持在520℃左右。

   （4）冷卻

   大部份的工業(yè)用滲氮爐皆具有熱交換幾,，以期在滲氮工作完成后加以急速冷卻加熱爐及被處理零件,。即滲氮完成后，將加熱電源關(guān)閉,，使?fàn)t溫降低約50℃,，然后將氨的流量增加一倍后開(kāi)始啟開(kāi)熱交換機(jī)。此時(shí)須注意觀察接在排氣管上玻璃瓶中,，是否有氣泡溢出,，以確認(rèn)爐內(nèi)之正壓。等候?qū)霠t中的氨氣安定后,，即可減少氨的流量至保持爐中正壓為止,。當(dāng)爐溫下降至150℃以下時(shí),，即使用前面所述之排除爐內(nèi)氣體法,，導(dǎo)入空氣或氮?dú)夂蠓娇蓡㈤_(kāi)爐蓋。

三,、氣體氮化技術(shù)：

   氣體氮化系于1923年由德國(guó)AF ry 所發(fā)表,，將工件置于爐內(nèi)，利NH3氣直接輸進(jìn)500～550℃的氮化爐內(nèi),，保持20～100小時(shí),，使NH3氣分解為原子狀態(tài)的（N）氣與（H）氣而進(jìn)行滲氮處理，在使鋼的表面產(chǎn)生耐磨,、耐腐蝕之化合物層為主要目的,，其厚度約為0.02～0.02m／m，其性質(zhì)極硬Hv 1000～1200，又極脆,，NH3之分解率視流量的大小與溫度的高低而有所改變,，流量愈大則分解度愈低，流量愈小則分解率愈高,，溫度愈高分解率愈高,，溫度愈低分解率亦愈低，NH3氣在570℃時(shí)經(jīng)熱分解如下：
   NH3 →〔N〕Fe + 2/3 H2

   經(jīng)分解出來(lái)的N,，隨而擴(kuò)散進(jìn)入鋼的表面形成,。相的Fe2 - 3N氣體滲氮，一般缺點(diǎn)為硬化層薄而氮化處理時(shí)間長(zhǎng),。

   氣體氮化因分解NH3進(jìn)行滲氮效率低,，故一般均固定選用適用于氮化之鋼種，如含有Al,，Cr,，Mo等氮化元素，否則氮化幾無(wú)法進(jìn)行,，一般使用有JIS,、SACM1新JIS、SACM645及SKD61以強(qiáng)韌化處理又稱(chēng)調(diào)質(zhì)因Al,，Cr,，Mo等皆為提高變態(tài)點(diǎn)溫度之元素，故淬火溫度高,，回火溫度亦較普通之構(gòu)造用合金鋼高,，此乃在氮化溫度長(zhǎng)時(shí)間加熱之間，發(fā)生回火脆性,，故預(yù)先施以調(diào)質(zhì)強(qiáng)韌化處理,。NH3氣體氮化，因?yàn)闀r(shí)間長(zhǎng)表面粗糙,，硬而較脆不易研磨,，而且時(shí)間長(zhǎng)不經(jīng)濟(jì)，用于塑膠射出形機(jī)的送料管及螺旋桿的氮化,。

四,、液體氮化技術(shù)：

   液體軟氮化主要不同是在氮化層里之有Fe3Nε相，F(xiàn)e4Nr相存在而不含F(xiàn)e2Nξ相氮化物,，ξ相化合物硬脆在氮化處理上是不良于韌性的氮化物,，液體軟氮化的方法是將被處理工件，先除銹,，脫脂,，預(yù)熱后再置于氮化坩堝內(nèi),，坩堝內(nèi)是以TF – 1為主鹽劑，被加溫到560～600℃處理數(shù)分至數(shù)小時(shí),，依工件所受外力負(fù)荷大小,，而決定氮化層深度，在處理中,，必須在坩堝底部通入一支空氣管以一定量之空氣氮化鹽劑分解為CN或CNO,，滲透擴(kuò)散至工作表面，使工件表面最外層化合物8～9％wt的N及少量的C及擴(kuò)散層,，氮原子擴(kuò)散入α – Fe基地中使鋼件更具耐疲勞性,，氮化期間由于CNO之分解消耗，所以不斷要在6～8小時(shí)處理中化驗(yàn)鹽劑成份,，以便調(diào)整空氣量或加入新的鹽劑,。

   液體軟氮化處理用的材料為鐵金屬，氮化后的表面硬度以含有 Al,，Cr,，Mo，Ti元素者硬度較高,，而其含金量愈多而氮化深度愈淺,，如炭素鋼Hv 350～650，不銹鋼Hv 1000～1200,，氮化鋼Hv 800～1100,。

   液體軟氮化適用于耐磨及耐疲勞等汽車(chē)零件，縫衣機(jī),、照相機(jī)等如氣缸套處理,，氣門(mén)閥處理、活塞筒處理及不易變形的模具處,。采用液體軟氮化的國(guó)家,，西歐各國(guó)、美國(guó),、蘇俄,、日本、臺(tái)灣,。

五,、離子氮化技術(shù)：

   此一方法為將一工件放置于氮化爐內(nèi),，預(yù)先將爐內(nèi)抽成真空達(dá)10-2～10-3 Torr（㎜Hg）后導(dǎo)入N2氣體或N2 + H2之混合氣體,，調(diào)整爐內(nèi)達(dá)1～10 Torr，將爐體接上陽(yáng)極,，工件接上陰極,，兩極間通以數(shù)百伏之直流電壓,，此時(shí)爐內(nèi)之N2氣體則發(fā)生光輝放電成正離子，向工作表面移動(dòng),，在瞬間陰極電壓急劇下降,，使正離子以高速?zèng)_向陰極表面，將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闅饽�,，使得工件去面溫度得以上升,，因氮離子的沖擊后將工件表面打出Fe.C.O.等元素飛濺出來(lái)與氮離子結(jié)合成FeN，由此氮化鐵逐漸被吸附在工件上而產(chǎn)生氮化作用,，離子氮化在基本上是采用氮?dú)�,，但若添加碳化氫系氣體則可作離子軟氮化處理，但一般統(tǒng)稱(chēng)離子氮化處理,，工件表面氮?dú)鉂舛瓤筛淖儬t內(nèi)充填的混合氣體（N2 + H2）的分壓比調(diào)節(jié)得之,，純離子氮化時(shí)，在工作表面得單相的r′（Fe4N）組織含N量在5.7～6.1％wt,，厚層在10μn以?xún)?nèi),，此化合物層強(qiáng)韌而非多孔質(zhì)層，不易脫落,，由于氮化鐵不斷的被工件吸附并擴(kuò)散至內(nèi)部,，由表面至內(nèi)部的組織即為FeN → Fe2N → Fe3N→ Fe4N順序變化，單相ε（Fe3N）含N量在5.7～11.0％wt,，單相ξ（Fe2N）含N量在11.0～11.35％wt,，離子氮化首先生成r相再添加碳化氫氣系時(shí)使其變成ε相之化合物層與擴(kuò)散層，由于擴(kuò)散層的增加對(duì)疲勞強(qiáng)度的增加有很多助,。而蝕性以ε相最佳,。

   離子氮化處理的度可從350℃開(kāi)始，由于考慮到材質(zhì)及其相關(guān)機(jī)械性質(zhì)的選用處理時(shí)間可由數(shù)分鐘以致于長(zhǎng)時(shí)間的處理,，本法與過(guò)去利用熱分解方化學(xué)反應(yīng)而氮化的處理法不同,，本法系利用高離子能之故，過(guò)去認(rèn)為難處理的不銹鋼,、鈦,、鈷等材料也能簡(jiǎn)單的施以?xún)?yōu)秀的表面硬化處

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