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來揚(yáng)電氣解密:31CrMoV9齒圈超深層深氣體氮化工藝
點(diǎn)擊次數(shù):1200 更新時(shí)間:2014-09-26

來揚(yáng)電氣解密:31CrMoV9齒圈超深層深氣體氮化工藝

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氣體滲氮的介質(zhì)是氨氣(NH3),氣體滲氮的結(jié)果主要由氨在爐內(nèi)的行為來確定,而氨在爐內(nèi)的行為主要由滲氮溫度、滲氮時(shí)間及氨的分解率(爐氣氮?jiǎng)?所影響。因此,31CrMoV9氮化工藝試驗(yàn)方案主要對(duì)滲氮溫度、滲氮時(shí)間及爐氣氮?jiǎng)葸M(jìn)行調(diào)整,以期開發(fā)兼具高質(zhì)量和率的氮化工藝。

工藝方案1氮化有效時(shí)間為104h,為三段滲氮法,*段在515℃滲氮,使表面形成彌散度較大的氮化物及高的氨濃度,第二段升至525℃,并降低氮?jiǎng)?,使氮原子快速向?nèi)擴(kuò)散,第三階段溫度仍為525℃,進(jìn)一步降低氮?jiǎng)荩M(jìn)行退氮。從試驗(yàn)結(jié)果看,其層深較深,形成了近似脈狀的較粗氮化物,且白亮層較厚,脆性等級(jí)也為2級(jí),試樣壓痕多邊均出現(xiàn)細(xì)小裂紋。

工藝方案2氮化有效時(shí)間為200h,也為三段滲氮法,氮化溫度有所降低,*段時(shí)間縮短,增加第三段時(shí)間,氮化物細(xì)條狀,幾乎沒有白亮層及疏松現(xiàn)象,脆性等級(jí)為1級(jí),試樣壓痕沒有任何裂紋及塌邊。

試樣工藝方案3為兩段滲氮法,先在505℃滲氮,氮?jiǎng)萁橛诠に嚪桨?與工藝方案2之間,第二段升至510℃,氮?jiǎng)菀步橛诠に嚪桨?與工藝方案2之間。

31CrMoV9合金元素含量較高,特別是釩與氮的親和力較強(qiáng),較易形成氮化物,三種工藝方案均存在脈狀氮化物,工藝方案1由于強(qiáng)滲與擴(kuò)散比較大,擴(kuò)散時(shí)間過短,擴(kuò)散層中有較多的呈脈狀的氮化物;工藝方案2及工藝方案3中由于氮?jiǎng)葺^低,強(qiáng)擴(kuò)比較小,擴(kuò)散層中只存在少量的脈狀氮化物。

三種工藝方案中以工藝方案1的試樣表面硬度高,工藝方案2及工藝方案3的表面硬度相仿,但工藝方案1氮化溫度高,為515~525℃,其原因主要是由于工藝方案1氮?jiǎng)莞?,其表面生成的氮化物多,?1CrMoV9氮化的表面高硬度不僅和滲氮溫度相關(guān),還和合金氮化物的數(shù)量和狀態(tài)相關(guān)。

31CrMoV9氮化時(shí)產(chǎn)生的表面白亮層超標(biāo)是其氣體氮化的主要問題之一,一般認(rèn)為白亮層為ε+γ,必須要控制表面的氮化物的含量。工藝方案2得到的白亮層少,其主要原因是氮化時(shí)間足夠長(zhǎng),氮?jiǎng)葑銐虻?,使試樣?nèi)外氮濃度達(dá)到均勻一致。工藝方案3由于采用相對(duì)較低的氮?jiǎng)莺烷L(zhǎng)時(shí)間擴(kuò)散,表面形成的白亮層也較淺。工藝方案1則由于氮?jiǎng)莞?,?qiáng)滲時(shí)間長(zhǎng),且溫度高,試樣內(nèi)外氮濃度不均衡,更易生成較厚的白亮層及較差的疏松等級(jí)。此外,當(dāng)白亮層出現(xiàn)明顯疏松時(shí),其脆性也會(huì)增加,工藝方案2、3的脆性明顯優(yōu)于工藝1。

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