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模具工件碳氮共滲的特點

時間:2019-01-03 14:30:29     作者:admin    關鍵詞:

  碳氮共滲是向工件的表面同時滲入碳和氮,并以滲碳為主的化學熱處理工藝。因為兼顧了滲碳和滲氮的優點,所以在模具上也有應用。

  碳氮共滲的方法有液體碳氮共滲和氣體碳氮共滲。目前生產中應用較廣的有低溫氣體氮碳共滲和中溫氣體碳氮共滲兩種方法。生產中所說的氣體碳氮共滲就是指中溫氣體碳氮共滲。

  碳氮共滲的主要目的是提高工件的表面硬度、耐磨性和疲勞極限。

  氣體碳氮共滲的介質實際上就是滲碳和滲氮用的混合氣體。目前我國生產中最常用的是在井式氣體滲碳爐中滴入煤油(或甲苯、丙酮等滲碳劑),使其熱分解出滲碳氣體,同時往爐中通入滲氮所需的氨氣。在共滲溫度下,煤油與氨氣除了單獨進行前述的滲碳和滲氮作用外,它們相互間還可發生化學反應而產生生活性碳、氮原子。此外,有些工廠也采用有機液體三乙醇胺、甲酰胺和甲醇+尿素等共滲介質,作為滴入劑進行碳氮共滲。活性碳、氮原子被工件表面吸收,并逐漸向內部擴散,結果獲得了一定深度的碳氮共滲層。

  氣體滲氮共滲溫度隨鋼種而異,常采用820-860℃,碳氮共滲時間取決于滲層深度、共滲溫度、所用的共滲介質及鋼的化學成分。一般低碳鋼和低碳合金結構鋼采用850℃碳氮共滲時,共滲時間與滲層深度的關系如下表

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  在一般情況下,由于碳氮共滲溫度比滲碳低,因此共滲后就可直接淬火,然后再低溫回火。

  氣體碳氮共滲的特點如下:

  1共滲層經熱處理后獲得含氮馬氏體和少量氮化物,故比滲碳層熱處理后具有更高的硬度、耐磨性,同時還有一定的抗腐蝕性能,以及由于共滲層存在殘余壓應力而提高了鋼的疲勞極限,與滲氮層相比,共滲層的深度要不滲氮層深,表面脆性小,抗壓強度較好——共滲層的力學性能兼有滲碳層和滲氮層的優點。

  2由于碳、氮的滲入都能降低鋼的相變點A1和A3,故共滲溫度比單獨滲碳低,奧氏體晶粒不會明顯長大,保證了零件的心部強度,并減小了零件的淬火變形。——碳氮共滲使共滲層的奧氏體相變溫度降低。

  3 C曲線右移,滲層的淬透性提高,這樣共滲后不僅可以用冷卻速度較緩慢的介質進行淬火以減小變形外,還可以用較便宜的碳素鋼代替低合金鋼制作某些模具。——氮的滲入使共滲層的奧氏體穩定性提高。

  4 氣體碳氮共滲的速度顯著大于單獨滲碳或滲氮的速度,因而可縮短生產周期。但由于氣體碳氮共滲的滲層深度一般不超過0。8mm,所以不能滿足承受很高壓強和要求厚滲層的零件。

  碳氮共滲適用于基體具有良好韌性,而表面硬度高、耐磨性好的模具零件。塑料模具、陶瓷模中的凸模、凹模和型芯等型腔不部位零件,以及沖裁模中的凸模和凹模等零件,有些就適合采用碳氮共滲處理。如45鋼制切邊模,850℃碳氮共滲4h,淬火并180℃回火,表面硬度927HV,使用壽命可達1.5萬件,與Cr12MoV鋼制的同樣模具經類似處理后的使用壽命相等。本文由模具鋼材廠家原創,請勿轉載。


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