PH13-8Mo钢的离子渗氮工艺

对PH13-8Mo钢离子渗氮工艺参数进行了研究,其中包括渗氮温度、渗氮时间及渗氮件表面粗糙度。结果表明:随渗氮温度的升高、渗氮时间的延长、零件表面粗糙度的降低,PH13-8Mo钢渗氮层厚度增加;渗氮零件表面粗糙度对渗氮层脆性等级影响较大,渗氮零件表面粗糙度为6.3 μm时,其脆性等级达到III级;渗氮时间、渗氮温度及零件表面粗糙度对渗氮层硬度影响甚微。渗氮温度540 ℃,渗氮时间22 h,零件表面粗糙度0.8 μm时,PH13-8Mo钢可获得良好的渗氮层,渗氮层厚度可达197.5 μm,渗氮层硬度可达1083 HV0.2,脆性等级为II级。     

渗氮温度对42CrMo钢零件表面后氧化渗层的影响

采用硬度测试、显微组织观察、脆性等级和疏松等级评价等方法研究了渗氮温度对42CrMo钢零件渗氮后氧化渗层性能的影响.结果表明:在渗氮后氧化处理过程中,渗层的表面硬度随着渗氮温度的升高出现先增后降的趋势;渗层深度和疏松等级随渗氮温度的升高而增加,但脆性等级变化不大.当渗氮温度为560℃时,42CrMo钢零件可获得表面硬度...     

基体硬度对有效渗氮层深度及总渗氮层深度的影响

近年来,我中心承接生产的美国航空转包产品中有许多零件需要进行表面渗氮处理.通常情况下,美国航空转包产品的设计图样要求的渗氮标准为SAE AMS 2759/6<低合金钢零件的热处理和气体渗氮>,渗氮层深度为有效渗氮层深度(effective case depth).     

钢铁零件渗氮层硬度测定

测量渗氮零件表面硬度时，压痕往往只存于白亮层之中，故只测得白亮层的硬度值。本文提出了一种测量扩散层“表面硬度”的试验方法：将渗氮试样抛光、轻度侵蚀后进行硬度测试，白亮层附近（或包围着）的扩散层区域的硬度，即为扩散层“表面硬度”值，它更能代表渗氮零件的表面硬度值。     

装炉方式对40CrNiMo钢离子渗氮表面粗糙度的影响

将初始组织状态相同、表面粗糙度R_a为0. 1μm的40CrNiMo试样,分别放置在距阳极不同距离的碳钢圆筒内外进行离子渗氮。随后利用光学显微镜、显微硬度计和三维表面形貌测量系统测定渗氮后各试样的表面硬度、渗层深度、显微组织及表面粗糙度。结果发现:各试样的表面硬度和渗层深度无明显差别,渗氮层显微组织也无明显区别。但渗氮后各试样表面粗糙度却有较明显的差别:当试样放置在圆筒外,距离阳极越远表面粗糙度越高;距阳极距离相同时,置于碳钢圆筒中的试样的表面粗糙度比置于筒外的试样小的多。渗氮层表面粗糙度的降低有利于降低零件的缺口敏感性,提高零件的疲劳性能。     

活性屏等离子渗氮技术在高压开关零件上的应用

传统的直流等离子渗氮技术存在一些固有缺点,容易导致几何形状复杂的零件表面产生较多表面缺陷。采用一种新的等离子渗氮技术——活性屏等离子渗氮(ASPN)技术对高压开关领域零件进行处理。结果表明,ASPN技术应用到高压开关零件上,可以获得均匀美观且质量良好的零件表面,同时获得了较高的表面硬度和扩散层深度,零件的耐磨性能和耐蚀性能均被提高。     

钢的渗氮层耐蚀性研究进展

在“双碳”战略引领下,绿色低碳的金属表面渗氮耐磨耐蚀改性技术焕发出新的活力,在工业领域的应用将会越来越广泛。探究渗氮层微观结构、物相组成对腐蚀过程的耦合作用机理对提升渗氮层的耐蚀性、延长渗氮零件的服役寿命以及渗氮表面改性技术的发展具有重要理论和工程意义。本文综述了钢的渗氮层耐蚀性能的研究进展,分析了钢的合金成分对渗氮层耐蚀性能的影响,讨论了渗氮层中氮化物、α-Fe物相组成与微孔结构对其耐蚀性能耦合作用机理,探讨了提高耐蚀性能方法和提高渗氮层耐蚀性亟待解决的关键问题。     

渗氮技术在拉深模零件中的应用

介绍了渗氮技术工艺流程及其技术优势,并概述了渗氮处理对模具零件材料的要求,通过渗氮技术在拉深模零件中处理拉毛问题的应用,说明了渗氮技术应用在拉深模零件中能提高其表面硬度、耐磨性、疲劳抗性等,并延长了模具零件的使用寿命。     

15—5PH马氏体沉淀钢的表面强化

15—5PH钢是理想的模具钢,表面强化将大大提升与其它模具材料相比的优越性。实验了15—5PH钢种的某零件多弧离子镀、化学气相沉积、多元渗氮、热喷涂处理表面的抗环境腐蚀性能和服役性能。多元渗氮较适合某零件的表面强化处理,520℃×60h多元渗氮,渗氮层厚≥100μm,硬度63～69HRC。极大地提高了耐磨性。     

钢铁类零件表面渗氮后渗氮层深度的测定方法对比

采用两种不同方法测量了钢铁类零件表面渗氮后的渗氮层深度。结果表明:规范的试样制取工艺及工艺技巧,是保证渗氮层深度测定准确的要素。通过硬度法严格的测定程序及校核计算,测定了试样渗氮层的深度。同时,验证了金相法分析测定的渗氮层深度是准确的。     

30CrMnMoV钢氮化力学性能研究

采用气体原位催化渗氮技术获得了30CrMnMo钢渗氮试样,并对催化与未催化试样的微观组织和力学性能进行了对比分析。结果表明,采用催化渗氮处理可以促进氮原子扩散,同时提高化合物层的硬度,改善其脆性,进而提高氮化处理零件表面耐磨耐冲击性能。     

铝合金的离子渗氮

对各种铝合金(2017,7075,6082,5754,5083,360.0)进行离子渗氮,研究化学成分及工艺参数对形成氮化铝层的关系。通过对简单和较复杂形状试样的研究来了解渗氮膜的均匀性。研究了AlN层的各种特能后发现,对各种铝合金不经溅射进行渗氮处理都可以形成AlN膜。氮化物层的特点是高硬度,结合力强,高的耐磨性和耐蚀性。氮化物层的生长速度由于表面覆盖不同的氧化层主要取决于材料的化学成分。由于试样形状影响表面附近的等离子的特性,所以几何形状复杂的零件很难生成均匀的渗氮层。     

钢铁氮碳共渗化合物层的形貌、成分和残余应力

1、前言钢和铁渗氮所形成的渗层,一般区分为接近表面的化合物层和在化合物层下的扩散层(见图1[1])。传统的气体渗氮工艺,于765～815K 在氨气中渗氮20～80h,一般适用于提高零件的抗疲劳性,疲劳性能的改进归因于渗氮时扩散层形成残余宏观和微观应力[2、3]。最近,已经发展了几种渗氮工艺,特别是扩大了形成具有良好耐磨性和抗腐蚀性的化合物层,而仍能有效地改进其疲劳寿命[4]。在不仅向试件提供氮而且也提供碳的情况下,这种热处理工艺称作(铁素体)氮碳共渗(835～855K,2～8h)。对于化合物层的显微组织和相应的耐磨性及抗腐蚀性还远未认识清楚。因此,考虑到近     

离子渗氮技术及其应用

离子渗氮技术的理论基础是气体辉光放电特性,具有渗氮质量稳定,节能减排等优点。多种材料及不同条件下服役的零件经离子渗氮后,在表面硬度、渗层深度、硬度梯度、畸变量等方面均能达到相关的技术要求。介绍了一些典型工件进行离子渗氮的实例,并指出了生产中离子渗氮方面尚需解决的问题。     

热成形工具的离子渗氮和气体渗氮

用于热成形的工具承受的载荷比较复杂。为了使这类工具能经受高载荷,应对其进行渗氮处理,也可进行液体氮碳共渗,很少进行离子渗氮。然而,与气体渗氮相比,离子渗氮有一定的优越性,例如,较易实施局部渗氮、比较清洁等。高合金钢零件表面往往有起保护作用的氧化层,但也易于进行离子渗氮,因为在渗氮前可通过溅射将氧化层去除掉。介绍了用于渗氮处理的钢为常用来制作热成形工具的1.2367钢和1.2344钢。渗氮试验在气体渗氮炉和两台不同的离子渗氮炉中进行,因此可以对气体渗氮与离子渗氮和在不同炉子中进行的离子渗氮进行对比。其中的一台离子渗氮炉中还安装了活性屏,从而除了普通的离子渗氮外,还可以进行活性屏离子渗氮(ASPN)。从是否适宜处理锻造工具的角度探讨了不同渗氮工艺的优缺点。     

调整齿套渗氮层剥落原因分析及改进措施

经渗氮处理的零件在后续加工、周转及装机使用过程中易在其尖边及锐角处发生渗层局部剥落现象,是一直影响本公司航空产品质量的突出问题。本文在典型渗氮零件1Cr17Ni2钢调整齿套热处理工艺的基础上,选取3种材料的零件进行了不同的渗氮处理、磨削加工试验以及破坏性试验,研究了零件材料、热处理及磨削加工工艺参数等对调整齿套渗氮层剥落程度的影响,并提出了改进措施及建议。     

TiAl基合金高温气体渗氮

研究了TiAl基合金在氨气中进行的高温渗氮行为,采用XRD和EPMA对渗氮层进行的测试分析显示,渗层由TiN和Ti2AlN组成。其中TiN分布于外层而TiAlN分布于内层。通过对渗氮前后的合金表面硬度和耐磨性的对比结果表明：经过不同工艺渗氮的试样其表面硬度及其耐磨性都有不同程度的提高,当渗氮温度提高到940℃,渗氮时间延长到50h,试样的表面努氏硬度可达1286kg/mm^2。     

304奥氏体不锈钢低温盐浴渗氮处理

采用430℃低温盐浴对304奥氏体不锈钢进行渗氮处理,研究了渗氮时间对渗氮层组织和性能的影响。利用XRD衍射仪、光学显微镜、表面显微硬度计和带能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)分别分析渗氮层的相组成、厚度、表面硬度和显微组织。结果表明:304奥氏体不锈钢在430℃渗氮不同时间后,渗氮层厚度和表面硬度都随着时间的延长而增加。渗氮时间为1 h时,渗氮层仅为单一的S相,随着渗氮时间的增加,渗氮8 h时开始有少量CrN生成,渗氮16 h时,渗氮层由大量CrN+S相两相混合。用电化学极化的方法评价耐蚀性能的结果表明:盐浴渗氮处理后耐Cl-点蚀性能得到了一定的改善,在430℃渗氮4 h,其耐蚀性能是最好的,优于没经过渗氮的试样,而在所有的渗氮试样中,渗氮8 h、16 h的试样耐点蚀性能较差。     

17-4PH不锈钢激光气体渗氮层显微组织与摩擦学性能

目的 提高17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢的表面硬度及耐磨性。方法 采用光纤激光器对17-4PH不锈钢进行激光气体氮化,采用不同激光功率在其表面制备渗氮层。利用光学显微镜(OM)、电子扫描显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等设备分析渗氮层的显微组织和相组成;借助显微硬度仪测试渗氮层截面深度方向的硬度;采用多功能摩擦磨损试验机测试基体、渗氮层的摩擦学性能,并通过SEM分析磨痕形貌,揭示基体与渗氮层的磨损机制。结果 在渗氮前样品组织为回火马氏体,经激光渗氮后样品表面形成了由板条马氏体组成的熔化区和回火马氏体组成的热影响区构成的渗氮层。经渗氮后,样品的硬度均得到提高。在激光功率3 000 W下,渗氮层的表面硬度最高,达到了415HV0.2,约是基体硬度的1.2倍,渗氮层的硬度随着深度的增加呈下降趋势,在深度为2.6 mm处其硬度与基体一致。在回火马氏体向板条马氏体转变的相变强化,以及氮原子(以固溶方式进入基体)的固溶强化作用下,提高了渗氮层的硬度。经渗氮后,样品的摩擦因数均高于基体,但渗氮后其磨损量相较于基体有所减少,在激光功率3 000 W下,其磨损体积最小,相较于基体减少了62%。在激光功率2 500 W下马氏体转变不完全,在激光功率3 500 W下渗氮层出现了裂纹,都降低了渗氮层的硬度,其耐磨性也随之减小,且都略低于在3 000 W下。磨损机制由渗氮前的以黏着磨损为主,转变为渗氮后的以磨粒磨损为主。结论 在17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢表面进行激光渗氮后,其表面硬度和耐磨性均得到提高,在激光功率3 000 W下制备的渗氮层具有较高的表面硬度和优异的耐磨性。     

[例48]全方位离子注入与沉积在航天精密运动部件表面强化中的应用

<正>在火箭、卫星等研制中,渗氮、喷涂等表面强化方法很容易导致零件尺寸变差,因此必须在精密部件表面制备出高尺寸精度和高性能的强化层。而传统表面强化技术难以同时满足这两个要求。全方位离子注入与沉积技术利用离子鞘层来实现离子的加速,克服了传统束线离子注入的直射性效应;当离子鞘层与工件之间"保形"时,可在复杂形状零件表面获得均匀的表面强化层,在高精度表面强