滾筒表面滲碳淬火會裂嗎,？

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有些大的輥筒，一般很難買到高碳鋼或合金鋼的材料,，而且又貴,，可又要要求表面硬度。想買普通材料,，加滲碳淬火,，可是有朋友說，管件容易裂開,。向高手請教,，會嗎？

三腳貓

滲氮

hfboy

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

真正

滾筒表面滲碳淬火會裂嗎,？“有些大的輥筒，一般很難買到高碳鋼或合金鋼的材料,，而且又貴,，可又要要求表面硬度。想買普通材料,，加滲碳淬火,，可是有朋友說，管件容易裂開,�,！�
& M! |/ f0 r# J$ j/ |2 h回復(fù)：從你要的鋼板材料來看，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、超聲波探傷,、精車（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,。
8 c' G; Q. _" V9 w回復(fù)：“800mm直徑的輥?zhàn)樱��?t,，要表面淬火,。”材料應(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，熱處理的工藝會不同,。一般情況下不會有問題,。

老丁1

同意三腳貓，滲氮即可提高耐磨性,，又可防腐蝕,。

魚兒米奇

氮化處理又稱為擴(kuò)散滲氮。氣體滲氮在1923年左右,，由德國人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,、吸氣及排氣活門及齒輪凸輪等均有使用,。

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一、氮化用鋼簡介


7 }$ t, N$ x! Y) T  E: a+ [. P! H       傳統(tǒng)的合金鋼料中之鋁,、鉻,、釩及鉬元素對滲氮甚有幫助。這些元素在滲氮溫度中,，與初生態(tài)的氮原子接觸時,，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所發(fā)生的脆性。其他合金鋼中的元素,，如鎳,、銅、硅,、錳等,，對滲氮特性并無多大的幫助。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。


: I3 B, e2 A9 c+ ~/ J- U       一般常用的滲氮鋼有六種如下：


, X" c1 z2 J1 N+ a5 @3 c. q( [       （1）含鋁元素的低合金鋼（標(biāo)準(zhǔn)滲氮鋼）
2 I/ v3 S0 {2 ^       （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
& X+ g1 [( F  ~5 J) Q9 o       （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
$ H6 W% U) s7 ^" I       （6）析出硬化型不銹鋼    17 - 4PH，17 – 7PH,，A – 286等
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       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�心��,。因此選用材料時，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,。  
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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：
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$ y) n1 ~, R6 F0 J* F: r       （1）滲氮前的零件表面清洗

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       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）,。

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$ x2 v) c% L# a2 i, x       （2）滲氮爐的排除空氣
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       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,。

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. x& t6 q; a$ E$ ]3 _       排除爐內(nèi)的主要功用是防止氨氣分解時與空氣接觸而發(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�種,。
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       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,，開始通無水氨氣，其流量盡量可能多,。
       ②將加熱爐之自動溫度控制設(shè)定在150℃并開始加熱（注意爐溫不能高于150℃）,。
% Q' _% R4 u( a       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,，再將爐溫升高至滲氮溫度,。

5 S) @. Z5 N4 s2 M9 w5 z6 l       （3）氨的分解率
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5 w5 n. e7 W* ~6 Y       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鋼料本身成為觸媒而促進(jìn)氨之分解,。


$ `- e! {3 E; b: j. C7 G8 K) n       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，處理溫度即保持在520℃左右,。


       （4）冷卻
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       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始啟開熱交換機(jī),。此時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)�入爐中的氨氣安定后,，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,，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_爐蓋。
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三,、氣體氮化技術(shù)：


       氣體氮化系于1923年由德國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,，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℃時經(jīng)熱分解如下：
       NH3 →〔N〕Fe + 2/3 H2


       經(jīng)分解出來的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間長,。
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2 |% Q. b9 G* \       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，此乃在氮化溫度長時間加熱之間,，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間長表面粗糙,，硬而較脆不易研磨，而且時間長不經(jīng)濟(jì),，用于塑膠射出形機(jī)的送料管及螺旋桿的氮化,。
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四、液體氮化技術(shù)：
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  y2 M7 g2 l, l  f  u- _2 T5 T% ]       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,，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。


9 i4 b) r5 ]. _* |$ _! K2 I       液體軟氮化適用于耐磨及耐疲勞等汽車零件,，縫衣機(jī),、照相機(jī)等如氣缸套處理，氣門閥處理,、活塞筒處理及不易變形的模具處,。采用液體軟氮化的國家，西歐各國,、美國,、蘇俄、日本,、臺灣,。
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五、離子氮化技術(shù)：
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       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,，將爐體接上陽極，工件接上陰極,，兩極間通以數(shù)百伏之直流電壓,，此時爐內(nèi)之N2氣體則發(fā)生光輝放電成正離子，向工作表面移動,，在瞬間陰極電壓急劇下降，使正離子以高速沖向陰極表面,，將動能轉(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)猓�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,，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以內(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)散層的增加對疲勞強(qiáng)度的增加有很多助,。而蝕性以ε相最佳。
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       離子氮化處理的度可從350℃開始,，由于考慮到材質(zhì)及其相關(guān)機(jī)械性質(zhì)的選用處理時間可由數(shù)分鐘以致于長時間的處理,，本法與過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,，過去認(rèn)為難處理的不銹鋼,、鈦、鈷等材料也能簡單的施以優(yōu)秀的表面硬化處
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& \) f& C: T2 W6 b[ 本帖最后由 魚兒米奇 于 2008-6-28 08:00 編輯 ]