无污染盐浴渗氮,盐的国产化及应用

无污染盐浴渗氮提高零部件的耐磨性、抗咬合性、提高疲劳强度和耐腐蚀性，变形小，工艺效果重现性好，生产率高，尤其是对环境没有污染，因此在国外已得到广泛应用。改革开放以来，我国在引进技术和产品中有许多零件指定要应用无污染盐浴渗氮工艺，并从国外引进了盐浴渗氮生产线。作者对无污染盐浴渗氮工艺进行长期的实践和研究，完成了盐浴渗氮用的氮化盐、再生盐、氧化盐的国产化工作，其性能达到国外同类产品的水平，经鉴定批准已     

盐浴渗氮用盐发展概况

本文在查阅大量国内外文献的基础上,概述了盐浴渗氮的发展历史,详细论述了氰盐、氰酸盐、尿素、密胺为再生剂的四种渗氮盐浴的组成、使用条件及特性,指出了当前盐浴渗氮的发展方向。     

盐浴渗氮工艺参数和渗氮层硬度的关系

研究了CNO-浓度、钒的添加及冷却方式对盐浴渗氮层显微硬度的影响。分析了相组成、组织和相变等因素和渗层硬度的关系。发现盐浴渗氮层的硬度受冷却方式的影响很大 ,而CNO-浓度在一定范围变化则影响很小 ,钒的渗入有利于改善渗层硬度。对中、低碳钢的研究表明 ,渗后水冷和盐浴中添加钒等合金元素可使渗层硬度提高 10 0～ 2 0 0HV。     

直流电场对35钢盐浴渗氮动力学影响

通过在盐浴渗氮中施加7.5 V的直流电场,在不同外热温度(545~575℃),不同保温时间(60~120 min)下对35钢进行盐浴渗氮,研究了直流电场对35钢盐浴渗氮动力学的影响。利用光学显微镜、X射线衍射仪对渗层的显微组织、厚度及物相进行了测试和分析。结果表明:直流电场对活性氮原子在基体内部的扩散有显著促进作用,提高渗氮速度,降低盐浴渗氮温度或缩短保温时间;直流电场盐浴渗氮的扩散系数都比常规盐浴渗氮提高约2倍,扩散激活能从常规盐浴渗氮的220 k J/mol降低到181 k J/mol,从而达到增加渗层厚度的显著效果。有无直流电场条件下盐浴渗氮,35钢渗层主要物相均为ε-Fe3N及少量γ'-Fe4N。     

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。     

空气预氧化与盐浴预氧化对盐浴渗氮催渗效果的对比

以45钢为试验材料,采用空气炉和盐浴炉两种方式进行预氧化,随后进行相同工艺的盐浴渗氮处理。对比分析两种预氧化方式对盐浴渗氮效率和组织性能的影响。利用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、电化学工作站和扫描电镜对样品的显微组织、物相、硬度、耐蚀性和表面形貌进行了测试和分析。预氧化试样表层物相分析发现,盐浴预氧化和空气预氧化处理45钢表面均形成含有Fe_3O_4的氧化膜,但是随着保温时间延长盐浴预氧化处理试样表面氧化膜中的Fe_3O_4含量增速更快、含量更高,且具有更大的比表面积,在随后的渗氮处理中容易被还原。盐浴预氧化(350℃×45 min)后进行盐浴渗氮(560℃×120 min),化合物层厚度达到了20.8μm,显著地提高盐浴渗氮效率,是相同工艺参数空气预氧化后盐浴渗氮所获得化合物层厚的1.6倍。同时能改善渗层组织性能,耐腐蚀性能提高。     

球铁基体组织对QPQ盐浴渗氮层深度和耐磨性的影响

对不同铁素体含量基体组织的球墨铸铁进行了QPQ盐浴渗氮试验,对渗层进行了显微组织观察和物相分析.试验结果表明,渗层组织中主要为Fe_3O_4和Fe_2N相,且基体组织中铁素体含量越高,渗层越厚.通过对不同基体组织的球墨铸铁进行QPQ处理前后磨损速率的比较,结果表明经QPQ处理后的球墨铸铁试样磨损速率为QPQ处理前的4.3%～19%.     

45钢渗氮—淬火复合处理工艺研究

介绍了４５钢渗氮淬火复合处理工艺。通过耐磨试验、变形试验和抗蚀试验,结果表明,４５钢的耐磨性和耐蚀性明显提高,而且畸变小,处理时间短。     

中碳碳素钢的液体渗氮

采用QPQ技术对45钢进行表面改性处理,探讨了不同工艺参数对45钢的抗蚀性的影响。研究结果表明,45钢在560℃液体渗氮120min后,硬度峰值约为600HV,比基体高2倍多。工件经QPQ工艺处理后渗层结构由表及里为致密的氧化膜、疏松层和致密渗氮层,具有较好的抗腐蚀性能。45钢试样经560℃、90min渗氮随后氧化20min后,抗中性盐雾腐蚀时间为200h。若再经抛光和350℃二次氧化处理,其抗中性盐雾腐蚀时间达到了250h以上。     

QPQ盐浴复合处理对35钢组织和性能的影响

对35钢进行QPQ盐浴氮化复合处理,运用X射线衍射（XRD）和金相显微镜（OM）对处理后的样品进行相结构和组织形貌分析,另外还对处理前、后的35钢分别进行了显微硬度测试、极化曲线测试以及滑动磨损性能实验。结果表明：经过QPQ处理后的35钢表面生成了一层铁的氮化物和氧化物,其相应的耐磨性能和耐腐蚀性能都有了很大提高。     

气体氮碳共渗及盐浴硫氮碳共渗球铁曲轴性能对比

对比了球墨铸铁曲轴经正火加气体氮碳共渗及正火后盐浴硫氮碳共渗的抗疲劳性及耐磨性。曲轴的平面弯曲疲劳及台架耐久试验表明:两种低温化学热处理工艺处理后的曲轴比正火加中频淬火曲轴耐磨性及耐疲劳性均有明显的提高,但气体氮碳共渗曲轴略优于盐浴硫氮碳共渗曲轴。     

QPQ技术的渗氮工艺对零件抗蚀性的影响

QPQ工艺是一种主要包括盐浴渗氮和盐浴氧化的表面强化技术。通过经QPQ处理的低碳钢片的盐雾试验,探讨了盐浴渗氮温度和时间对经QPQ处理的工件抗蚀性的影响。结果表明,存在一个适当的渗氮温度和渗氮时间范围,在该范围内处理的零件抗蚀性最佳。     

QPQ工艺的盐浴配方及其发展

渗氮或氮碳共渗盐浴由碱性碳酸盐和氰酸盐组成,有些还有含硫物质。渗氮盐浴的再生剂是三嗪聚合物。氧化盐浴含有碱金属氢氧化物、碱金属硝酸盐和碱金属碳酸盐以及少量的强氧化剂。深层QPQ技术和低温QPQ技术是QPQ工艺的新发展。     

盐浴渗钒技术的发展概况

本文介绍了国内外盐浴渗钒技术的发展;对各种盐浴渗钒工艺方法进行了综合评价;阐述了盐浴渗钒的机理;在此基础上提出内热式中性盐浴渗钒技术的研究意义和应用前景。     

QPQ技术高抗蚀机理探讨

从抗蚀性的角度探讨了QPQ技术各工序的作用。清洗工序和预热工序可以促进表面渗氮层均匀,避免腐蚀的加剧;盐浴渗氮和氧化工序配合,使工件表面和疏松氮化层的多孔区表面生成致密完整的Fe3O4膜;抛光和二次氧化工序降低了氧化膜产生开裂的可能性,提高了抗蚀性。     

盐浴氮碳共渗对65Mn弹簧钢耐磨性的影响

目的探究一种可以显著提高65Mn弹簧钢耐磨性能的工艺,以满足其在高磨损环境下的使用性能要求。方法通过正交试验对65Mn进行QPQ处理,利用金相组织观察、SEM扫描及能谱分析、磨粒磨损等手段,探究不同氮碳共渗温度、共渗时间、氧化温度和氧化时间对试样显微组织结构及耐磨性能的影响,优化出常规QPQ和深层QPQ处理方案。结果经过QPQ处理的试样,渗层组织由外向内为氧化物层、疏松层、化合物层和扩散层。经深层QPQ处理的试样,在化合物层和扩散层中间有一层含氮奥氏体层。氧化物层的主要物相是Fe_3O_4,化合物层的主要物相是Fe_3N。QPQ处理后的试样经面扫描后,C、N、O元素分布有一定规律,其中C元素集中分布在试样表面,N元素主要集中在致密化合物层,O元素主要集中在样品表层和疏松空洞之中。结论深层QPQ工艺为640℃共渗2 h、350℃氧化40 min时,试样氧化层厚度达到15μm,化合物层厚30μm,奥氏体层厚10μm。深层QPQ处理后的65Mn的耐磨性能优异,磨损率达到0.166 mg/m。     

盐浴渗铬工艺研究

研究了硼砂盐浴渗铬和氯系熔盐渗铬。结果表明，在850℃渗铬时氯系熔盐法优于硼砂盐浴法，而在950℃渗铬时硼砂盐浴渗铬较优。