以二段氣體滲氮為例。
一、氣體滲氮設(shè)備
氣體滲氮可采用井式爐或多用箱式爐。
無論采用何種爐型,加熱室(罐)都應(yīng)該有良好的密封性,保證氣氛不泄漏。
設(shè)備應(yīng)有良好可靠的控溫和測溫系統(tǒng),并保證爐溫的均勻性符合GB/T9452《熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法》的規(guī)定,爐溫差不大于±10℃。
設(shè)備還應(yīng)配套有流量計、氨分解測定儀、U形壓力計等附屬裝置,以保證氨氣流量、分解率及爐內(nèi)壓力的控制和監(jiān)測,保證設(shè)備運行時達到工藝技術(shù)要求。
二、滲氮用氣
常見的氣體滲氮原料采用氨氣。所用氨氣應(yīng)符合G536《液體無水氨》標準中的一級標準,純度應(yīng)大于95%。氨氣通入爐內(nèi)前應(yīng)經(jīng)過干燥。
三、滲氮零件的預(yù)先處理
不銹鋼滲氮件應(yīng)先進行預(yù)處理
四、滲氮前的生產(chǎn)準備
①. 檢查待滲氮工件,其表面粗糙度應(yīng)達到R.1.6μm或更高。工件表面應(yīng)經(jīng)過清洗,不得有銹痕、油污和其他有損滲氮質(zhì)量的臟物等。
②. 對工件的非滲氮部位應(yīng)在滲前采取保護措施。
a. 用符合GB/T 9199《防滲涂料技術(shù)條件》要求的防護涂料(離子滲氮件的防滲涂料目前還缺少應(yīng)用)。
b. 預(yù)留不小于滲氮深度二倍的加工余量。
C. 表面鍍0.010~0.015mm深的錫層,也可鍍0.02mm以上的無孔隙銅層或鎳層。
③. 工件裝護前應(yīng)先檢查設(shè)備的機械、電氣及各控制系統(tǒng)而附屬裝置,保證一切正常。
④. 保提護時應(yīng)選用正確工裝或裝爐方式,以減少工件的變形。工件之間應(yīng)留有空隙,以保證爐內(nèi)氣氛暢通。
⑤. 根據(jù)技術(shù)檢查要求選用和放置試塊。
五、滲氮操作
①. 工件人爐后,蓋好爐蓋并密封好。接通氨氣管道,保證氨氣暢通和設(shè)備無泄漏。
②. 升溫前,先用大氨氣量充入爐內(nèi),排除爐內(nèi)空氣,隨著爐內(nèi)空氣的減少,可在緩慢升溫的同時繼續(xù)排除爐內(nèi)空氣,但排凈爐內(nèi)空氣前爐溫不應(yīng)超過150℃,且爐內(nèi)應(yīng)保持正壓。
③. 爐溫升到工藝要求的溫度后,爐內(nèi)壓力應(yīng)保持在(780~1960Pa),調(diào)整氨分解率達18%~20%.及時點燃廢氣。
④. 操作中應(yīng)嚴格執(zhí)行工藝,控制爐溫、氨氣分解率及爐內(nèi)壓力等達到工藝的要求。
⑤. 有時為降低滲氮層表面脆性,工件出爐前可進行2~4h的退氮處理。退氮處理時可關(guān)閉排氣口,通入少量氨氣,以保持爐內(nèi)為正壓。
⑥. 滲氮過程完成后停電降溫,工件隨爐冷至200~150℃再出爐。
2Cr13 馬氏體不銹鋼二段滲氮工藝之一見圖7-5。
六、滲氮件質(zhì)量檢查
①. 外觀檢查
表面不應(yīng)有裂紋、剝離或肉眼可見疏松。表面顏色最好為銀灰色,在保證滲層硬度、深度的條件下,也允許表面呈淡藍色(出爐溫度偏高所致)。
②. 表面便度。
按GB/T 4340.1《金屬維氏硬度試驗第一部分:試驗方法》規(guī)定進行表面便度檢須層表面硬度應(yīng)到技術(shù)要求,并日,同一件或同批件的硬度允許差應(yīng)符合表 7-7 的規(guī)定。
③. 滲氮層深度。
按GB/T 11354《鋼鐵零件滲氮層深度測定和金相組織檢驗》的規(guī)定檢查滲氮層深度,應(yīng)達到技術(shù)要求。并且,同一件或同批件滲氮層深度允許偏差應(yīng)不大于表7-8的規(guī)定。
④. 如有要求,對滲氮層脆性或疏松的檢查也技GB/T11354規(guī)定進行,且應(yīng)符合技術(shù)要求。