短时渗氮工艺的组织与性能研究

《短时渗氮工艺的组织与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要摘要渗氮能提高工件的表面硬度、耐磨性、疲劳强度和耐腐蚀性，而且渗氮的温度比渗碳低得多，热处理变形小。因而，广泛应用于机床机械、精密机械、动力机械和塑性机械以及热挤压模具和塑料模具等制造业中。但是，传统渗氮工艺所需时间长达几十小时，渗层脆性也很大，常常需要在渗氮后进行磨削去除白层，或需要采用较为复杂的氮势控制技术抑制渗氮层的脆性。而渗氮适用的材料范围也有很大局限性。氮碳共渗的特点是比渗氮的时间短得多，脆性小、抗初期磨损能力强、适用的材料广，已成为应用最广泛的低温化学热处理工艺。然而，氮碳共渗不可避免CN一对环境的污染，则成为氮碳共渗的主要缺点。对短时渗氮工艺的研究

2、目的在于迸行技术创新，寻求一种既能改造传统长时渗氮工艺，又能取代氮碳共渗方法的新的热处理工艺方法，以形成先进制造技术，适应现代制造业发展的需要。本文在自制小型井式渗氮炉中进行渗氮试验，选取几个当今制造业中有代表性的常用钢种，确定长时渗氮、氮碳共渗、预氧化短时渗氮和未预氧化短时渗氮四种工艺，选择不同的渗氮温度、氮浓度分布、氨分解率和渗氮时间等工艺参数和操作方法，检测渗氮后试样渗层的组织结构、硬度、耐磨性以及抗热疲劳性能。结果发现，短时气体渗氮可在工件表面形成薄而致密的化合物层，工件可带着化合物层服役，从而使工件耐磨性和抗热疲劳性能大幅度提高。短时渗氮可兼顾氮碳共渗的一

3、系列优点而又避免污染，在大多数情况下可用短时渗氮代替氮碳共渗。采取预氧化处理可加快渗氮速度，提高渗氮层硬度和抗热疲劳性能。短时渗氮工艺符合二十一世纪热处理技术“精确、节能、清洁”的发展方向，因而有着重要的研究价值和现实意义。关键词：渗氮；短时f预氧化目录ABSTRACTThesurfacehardness，bearresistance，fatigueresistanceandcorrosionresistanceoftheworkpiececanbeincreasedbythemethodofnitriding．Comparedwithcarbonization，t

4、hetemperatureofnitridingismuchloweranddistortionofheattreatmentissmaller．Sonitridingiswidelyusedintheprincipalmanufacturingoftoolmachinery，precisionmachinery，motivepowdermachine，plasticsmachinery，hotextrusiondieandplasticsdie．Butthetimeofconventionalnitridingislongermorethanseveraltens

5、hoursandthebrittlenessofnitridedlayerishighaswell．Soitisnecessarytoexpurgatethecompoundlayeroritisneedtoadoptcomplicatednitrogen‘controltechniquetodepressthebrittlenessofnitridedlayer．Furthermore，theusingscopeisverynarrow．Thecharacteristicofcarbonitridingisthatthetimeismuchlessthannitr

6、idingandthebrittlenessofwhichissmaller,thebearresistantishigherandthematerialscanbeusedareinawiderange．Soithasbecomethelowtemperaturechemicalheattreatmentprocesswithwidestuse．Howevercarbonitridingcan’tavoidtheCN—pollutiontotheenvironment，whichisthemainshortcomingofthistechnique．Theaimo

7、fthestudyofshort—timenitridingistointroducetechnicalinnovationtoseekanewmethodofheattreatmentwhichnotonlycanrenovateconventionalnitriding，butalsocanreplacethemethodofcarbonitriding，SoanadvancedtechniqueofmanufacturecanbeattainedtoadapttheneedofmodernmanufacturingInthispaper，nitriding