SKD61钢皮带轮的气体渗氮

SKD61钢皮带轮需要进行气体渗氮处理,要求在0.05 mm深度处硬度≥1 000 HV0.2,渗层深度≥0.3mm。在进行多次试验后,得出适合于SKD61钢皮带轮的气体渗氮工艺为:在UPN井式渗氮炉中三段渗氮,即480℃×14 h、分解率25%;540℃×14 h、分解率40%;520℃×7 h、分解率35%。     

42CrMo钢零件的气体渗氮

42CrMo钢制小件内齿圈和小齿轮需进行气体渗氮,要求的表面硬度和渗层深度分别为≥550 HV1、0.2~0.4 mm和≥600 HV1、≥0.25 mm。对这两种零件采用两段工艺进行了渗氮,即515℃×6 h、分解率20%和515℃×11 h、分解率40%。结果,表面硬度和渗层深度均未达到要求。随后进行了补渗处理,工艺为515℃×6 h、分解率20%和515℃×6 h、分解率40%,结果表面硬度和渗层深度达到了要求。     

球铁曲轴加氧渗氮工艺研究

球铁曲轴常常由于渗氮层薄、质量不稳定而引起断裂失效,本课题研究了球铁曲轴加氧渗氮工艺。对球铁试样经570℃、580℃,不同氨气流量和氧加入量渗氮4h后的表面硬度、渗层深度及渗层组织进行分析,结果表明,加氧渗氮可获得比常规气体氮碳共渗更高的表面硬度和渗层深度。优选出的适合于球铁曲轴的加氧渗氮工艺为：570℃保温4h,氨气流量2000L／h,氧气流量10L／h,炉压35mm水柱;或580℃保温4h,氨气流量1800L／h,氧气流量10L／h,炉压35mm水柱,二种工艺均可获得深度超过0．20mm、表面硬度600HV0．1以上的渗层。     

31CrMoV9钢深层渗氮工艺研究

对31CrMoV9钢在500~520℃氮势分段可控渗氮工艺进行了研究。结果表明:31CrMoV9钢在520℃深层渗氮,强渗期高氮势,扩散期低氮势的渗氮工艺,获得深硬化层,渗氮时间较短,表面硬度高,表面脆性Ⅰ级;在500℃~510℃渗氮,强渗8 h,氮势K_n=5.0~6.5,扩散4 h,K_n=1.5~2.5,渗氮后,渗氮层表面硬度800~860 HV,硬化层深度0.19~0.22 mm,表面脆性Ⅰ级;在515~520℃渗氮,强渗8 h,K_n=5.0~6.5,扩散4 h,K_n=1.5~2.5,渗氮后,渗氮层表面硬度710~800 HV,硬化层深度0.24~0.28 mm,表面脆性Ⅰ级。     

1Cr11MoNiW1VNbN钢气体渗氮方法研究

研究了一种对1Cr11Mo Ni W1VNb N钢进行气体渗氮的工艺方法,采用较高温度在奥氏体区渗氮,通过多次试验摸索出一种较好的工艺方法,并用显微镜、硬度计等对渗氮后试样的渗层深度、裂纹情况、表面硬度、阶梯硬度等进行了测试分析。结果表明:采用温度(625±5)℃渗氮、(640±5)℃退氮的三段渗氮方法,可以满足1Cr11Mo Ni W1VNb N钢渗层深度≥0.25 mm、表面维氏硬度739~840 HV的技术要求。     

55钢的离子渗氮

对尺寸为10 mm×10 mm×3. 5 mm的55钢试样分别在470、500、530和550℃离子渗氮8 h。采用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和显微硬度计检测了渗氮层的显微组织和硬度,目的是研究离子渗氮温度对55钢渗层组织和性能的影响。结果表明:55钢离子渗氮层的相组成主要为γ'相、ε相和少量的α-Fe相,且随着离子渗氮温度的升高,渗层中ε相的含量逐渐升高,γ'相和α-Fe相的含量逐渐降低;渗层深度与离子渗氮温度之间的关系可用公式X~2=9. 7×10~5·e~(-78 400/RT)·t表达。470℃离子渗氮的55钢表面硬度为821 HV0. 1,530℃离子渗氮的提高到了841 HV0. 1,但550℃渗氮的下降到了787 HV0. 1,这是由于温度升高后氮化物粗化和表面疏松所致。     

31CrMoV9钢的离子渗氮

对φ55 mm 31CrMoV9钢棒材进行了910℃正火、900℃油淬和600℃回火的预备热处理。然后将该棒材加工成10 mm×10 mm×25 mm的试样。将试样在510℃分别进行离子渗氮25 h和45 h。采用金相分析和硬度试验测定了渗层的深度、表面硬度和显微组织,目的是研究31CrMoV9钢离子渗氮的可行性。结果表明,随着离子渗氮时间的延长,深层深度增大,表面硬度升高,但脉状组织趋于严重。此外,渗层无脆性,心部组织良好。结果表明,31CrMoV9钢的离子渗氮表面硬化是可行的。     

时效硬化型20Cr3MnMoV渗氮钢

开发了一种深层渗氮用时效硬化型渗氮钢20Cr3MnMoV,可实现渗氮件渗氮过程中表层渗氮硬化和基体时效硬化同时进行;实现了渗层深,深层硬化和基体强化,适用于在重载耐磨和重载复杂应力条件下长寿命工作的渗氮件。20Cr3MnMoV钢固溶处理空冷后,硬度值为40~44HRC,具有中等可加工性,520~540℃×50h变温离子渗氮后,表面硬度值1000~1100HV0.1,渗氮层深0.6mm,渗氮表面下0.4mm处硬度值大于700HV0.1,渗氮基体硬度值大于480HV0.1(48HRC)。     

42CrMo钢的钛催渗等离子渗氮工艺

研究了不同渗氮时间下钛元素对42CrMo钢常规离子渗氮工艺的作用效果,表征分析了不同渗氮工艺下试样表面的渗层组织及性能。结果表明,钛催渗离子渗氮试样的表面硬度和渗层深度均明显高于常规离子渗氮。在535℃×3 h的工艺条件下,钛催渗离子渗氮试样渗层的表面硬度达到887.4 HV0.2,渗氮层厚度约为400μm。钛元素的加入促进了氮元素的渗透和扩散,在试样表面生成高硬度化合物TiN。相较于相同保温时间下的常规离子渗氮,钛催渗离子渗氮试样表面硬度提高了60 HV0.2,渗层厚度增加了80μm,渗氮效率提升了约25%。与常规离子渗氮相比,钛催渗离子渗氮工艺具有显著优势,不仅有利于改善渗层组织性能,增强渗氮效果,还提高了渗氮效率,使渗氮周期明显缩短。     

38CrMoAlA钢制齿轮的气体渗氮工艺

对38Cr Mo Al A钢制齿轮进行调质处理和去应力处理后,釆用可控气氛渗氮炉进行渗氮处理,通过调整渗氮温度、保温时间、氨气分解率等参数进行工艺试验,最终采用预氧化两段快速渗氮法进行齿轮加工。工艺参数为:调质处理淬火温度930~950℃,回火温度610~650℃。去应力处理温度540~560℃。渗氮预氧化温度350~400℃,保温0.5 h,继续升温至渗氮温度490℃,保温3.5 h,氨气分解率40%~50%,继续升温至510℃,保温21 h,氨气分解率65%~75%,通入氨气或氨气裂解气冷却至150℃出炉。结果表明,按上述工艺参数加工齿轮的质量检验情况为:心部硬度30~31 HRC,渗层深度0.31~0.37 mm,渗氮层显微组织4级,白层厚度0.002 mm,渗氮层脆性1级,渗氮面表面硬度1093~1122 HV5,渗氮面精加工后表面硬度991~1012 HV5,均能满足设计要求。     

奥氏体不锈钢稀土催渗离子渗氮工艺研究

对304、316L奥氏体不锈钢采用不同氮一氢比的气氛,在不同温度和不同保温时间进行了离子渗氮和稀土催渗离子渗氮。结果表明,经580℃在氮一氢比为1：3的气氛中稀土催渗离子渗氮9h,304和316L钢的渗层深度分别为0．12mm和0．112mm,表面硬度达1000HV0．1左右,与常规离子渗氮工艺相比,渗氮时间缩短了1h。     

钛合金离子渗氮工艺研究

研究了Ti-6A1-4V(TC4)钛合金经不同温度和时间离子渗氮后渗层的表面硬度、深度和显微组织。结果表明,在H2∶N2比为3∶1的气氛中经860～900℃、8～10 h离子渗氮后,渗层深度为0.20～0.25 mm,表面硬度为900～1341 HV0.1,渗层组织由δ-TiN、ε相和氮在α+β内的固溶体组成。     

测定722M24钢高温离子渗氮特性曲线

722M24(E0B)钢试样经510～590℃、100小时离子渗氮后,可获得理想的有效表面层深度,总渗层和表面硬度,虽然总渗层深度可达1mm,但是有效表面层深度(硬度值为500HV)难于超过0.5mm。     

退氮处理对SDHS2模具钢渗氮层组织与性能的影响

采用光学显微镜和显微硬度仪对比研究了离子渗氮的SDHS2模具钢退氮处理前后渗氮层的组织和性能。结果表明:通过离子渗氮处理得到的渗层深度约230μm,渗层表面硬度达1 000 HV0. 3以上,渗层组织致密,与基体结合良好;分别经530和550℃退氮处理8、12、16 h后,渗氮层的硬度均大幅度降低。但随着渗氮时间的延长,渗层硬度随之提高;退氮温度的升高也会导致基体硬度的大幅度下降。综合比较得出,SDHS2模具钢退氮处理的最佳工艺为:退氮温度530℃、退氮时间8 h。在保证基体硬度满足要求的条件下,退氮处理可使表面硬度由处理前的1 000 HV0. 3以上降低至780 HV0. 3左右。     

深层离子渗氮硬化技术

开发的深层渗氮硬化技术可以提高渗氮件的承载能力和挖掘渗氮的强化潜力。它包含三个相关条件:渗氮层深0.6 mm以上,渗氮表面下0.4 mm处硬度大于600 HV和渗氮基体硬度大于400~450 HV(42~46 HRC)。研制的两种时效硬化钢(20Cr Ni3Mn2Al和20Cr3Mn Mo V)空冷固溶处理后硬度分别为33~36 HRC和40~44 HRC;经过520~540℃×50 h深层离子渗氮处理后,渗氮层深分别为0.75 mm和0.60 mm,渗氮表面下0.4 mm处硬度分别达到652 HV0.1和748 HV0.1,渗氮基体硬度分别为431 HV0.1(44.5 HRC)和488 HV0.1(48.5 HRC)。     

Cr12MoV钢的等离子渗氮的优化

Cr12MoV冷作模具钢的表面改性技术研究一直受到关注。本文采用双辉等离子体渗金属设备研究了等离子渗氮的工艺参数对渗氮层质量的影响。通过优化工艺参数实现了对Cr12MoV钢可靠渗氮,炉压500 Pa、渗氮温度500～550℃和保温4 h,渗层表面显微硬度最高达到1100 HV、渗层深度为0.15 mm。本研究拓展了双辉等离子渗金属设备的应用范围。     

强力喷丸对4Cr5MoSiVl钢离子渗氮的影响

对调质后的4Cr5MoSiVl钢进行强力喷丸处理,将喷丸处理后的试样在520℃下离子渗氮1 h。采用光学显微镜、透射电子显微镜、显微硬度仪和X射线衍射仪对比分析了喷丸和未喷丸试样亚表层的显微组织、渗层深度、硬度分布及表面物相组成。结果表明,在520℃离子渗氮l h的情况下,喷丸的催渗效果十分明显,喷丸后渗氮层深度从31.6μm增至52.5μm,表面层显微硬度从986 HV增加到1084 HV。喷丸试样的渗氮层与未喷丸试样相比,表面物相及含量都有不同。     

17-4PH不锈钢离子渗氮工艺研究

研究了17-4PH马氏体沉淀硬化型不锈钢的离子渗氮工艺。结果表明,当离子渗氮温度为500℃,N2:H2=1:3时,17-4PH马氏体不锈钢的渗层表面硬度可达1324 HV0.1,渗氮层深度为0.12mm,基体硬度达到38.3 HRC。     

一种时效硬化钢的深层离子渗氮

对20CrNi3Mn2Al 时效硬化钢进行不同温度和不同时间的离子渗氮处理,优选出最佳渗氮工艺为520~540 ℃×50 h氨气变温深层离子渗氮处理,表层硬度高,化合物层薄,硬度梯度好,表面下0.1 mm处硬度大于900 HV,0.4 mm处硬度大于600 HV,渗氮层深大于0.7 mm,基体硬度为400~450 HV,可用于制造大型重载高速精密齿轮,部分替代渗碳钢,省去渗碳和油淬工序,简化工艺,减少变形。     

钛合金离子渗氮后的组织及耐磨性能

对TC4及TA7钛合金分别在900℃进行离子渗氮工艺试验,借助于SEM、XRD等分析了渗层组织,测量了渗氮层显微硬度及渗氮深度,测试了渗氮层的耐磨性能。结果表明,钛合金离子渗氮可形成化合物层+扩散层的典型渗氮层,总渗氮深度可达100μm以上,渗氮层表面硬度达1200 HV0.1以上。TC4钛合金850℃渗氮16 h后,耐磨性能与基体相比显著提高。