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      金屬材料進行離子氮化的工藝特點
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      金屬材料進行離子氮化的工藝特點

      瀏覽:933次 發布日期:2019-07-15 字號:  
      離子氮化是強化金屬材料表面硬度的一種工藝方法,它的工藝特點是處理溫度較低,變形小,工藝過程控制具有一定的精確度,可以作為機械加工的最終工序,氮化層具有較高的耐磨性。結合材料,介紹如下。
      1.鈦合金
             鈦合金材料是一種較貴的金屬材料,材料特性為:比重輕,屈強比高,防銹,無磁性,缺點是硬度低,在普通熱處理(固溶時效)后,硬度在hrc38左右,這種狀況作為耐磨件不可用。目前解決的辦法有多種,一種是研制新的鈦合金材料,使其機械性能更高;另一種是通過離子氮化熱處理來提高硬度。經過離子氮化后的鈦合金,表面硬度可達到HV>780(HRC63),滲層深度一般可達0.06~0.08mm,耐磨性能有所提高,可滿足零件負載工況下的使用性能。鈦合金經過離子氮化處理后,由于表層有一層化合物層,可提高表面耐腐蝕性。在一些無磁性又要求耐磨的工況下,鈦合金離子氮化也能滿足使用要求。此外還有鈦合金微弧氧化、等離子體注入等等表面改性處理技術。
      2.不銹鋼
            不銹鋼在常態下具備耐腐蝕不生銹的特性,常用的有奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼。馬氏體不銹鋼通過淬火時效,可以使材料的硬度達到HRC50~55,沉淀硬化不銹鋼由于固溶沉淀,產生第二相強化作用,使處理后的材料綜合性能較高,但奧氏體不銹鋼在常溫中的組織為奧氏體狀態,硬度較低(140~190HBS),如果使用工況既要耐腐蝕又要硬度較高時,就可以采用離子氮化,如06Cr18Ni11Ti奧氏體不銹鋼,離子氮化后的硬度HⅤ可大于1000(HRC>68)。不銹鋼不生銹是因為表面有一層致密的氧化膜,使氧不能繼續向內部組織擴散氧化,這層氧化膜對氮化起阻擋作用,離子氮化可以通過陰極濺射和氫離子的還原作用,將這層膜去除,省去噴砂酸洗預處理,使氮原子易于擴散,完成不銹鋼的氮化。
      3.合金鋼
            主要指用于結構件的含有某些合金元素的鋼類。合金鋼中有專門用于氮化的材料,如38CrMoAl在達到同樣滲層深度的前提下,它更易于氮化。其它合金鋼也都可進行離子氮化,氮化前要進行調質處理,以獲得所要求的基體性能,同時還可以釋放應力。離子氮化后的工件表層有氮化物組織,可以起到防銹作用。
      4.其它黑色金屬
             對碳鋼(無合金元素)的離子氮化,也能提高硬度,但不及合金鋼提高硬度的幅度,尤其是低碳鋼,原因是因為其基體組織硬度就低,表面硬度不會高。對這類材料氮化的另一用途是防銹蝕。
            還有模具鋼、鑄鋼、粉末冶金件都可進行離子氮化,達到提高表面硬度等工藝目標。
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