铸铁的气体渗氮

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1、:工艺改进:铸铁的气体渗氮上海沪东造船厂200020)“(邮编陆金二、、,,铸铁零件可采用表面淬火盐浴渗氮离子渗氮的影响问题据文献介绍铸铁渗氮后表面、气体氮碳共渗、渗硼及渗硫等工艺方法进,N;相的化含物层,扩散层中也有:N,渗氮为含Si丸,,。行表面强化处理但有关铸铁气体渗氮的资料质点析出产生弥散强化效果但是氮化物层厚,。,,不多详尽报告则更少见与钢一样铸铁也可度随含Si量的增加而减薄与渗氮层总深度有以进行气体渗氮,以提高其耐磨性、耐热性、耐关的氮原子扩散常数也随着含Si量的提高而蚀性和疲劳强度。不同的是,由于铸铁含有大

2、量下降,分别如图1、图2所示[lj。可见应严格控,、,。石墨且存在疏松气孔等缺陷即组织致密性制渗氮铸铁的含Si量比钢差,渗氮时对氮原子的扩散起机械阻碍作根据国外技术文件.的推荐及作者的实践结,,用;铸铁中碳及硅的含量比钢高得多也不利于果下列成分的铸铁比较适宜进行气体渗氮处....、.。,:(24~3、氮原子的扩散所以铸铁渗氮比钢困难得多即理0)%C(24一31)%51(08一..,.。、、铸铁的可渗氮性比钢差为获得与钢相同的渗13)%M:、(1(,一l5%)%Cr(015一,。,、..。层深度渗氮时间要延长一倍以上045

3、)%Mo(07~13)%八l,,,,近年来因制造引进柴油机的需要作者对另外铸铁在渗氮温度下长时间加热时,铸铁的气体。Fe3C会发生石墨化引起工件变形并降低基体渗氮做了较系统的试验研究经过,。较长时间的试验和生产实践终于摸索出了铸性能因此渗氮用铸铁中最好添加微量((,,,。铁气体渗氮的规律找到了影响铸铁气体渗氮0.08%)的Sn以阻止Fe3C分解稳定珠光体,,。质量的因素解决了铸铁的气体渗氮问题使我加Sn还有利于提高渗氮层硬度厂制造的某型引进柴油机气阀下导套的渗氮质量达到了国外同类产品的水平。、一渗氮用铸铁的化学成分、、。

4、.工业上常用铸铁的化学成分中仅含CSi侧迎浑睦牟喊任蕊气4‘n、、S,,128MP如同碳素结构钢一样这种成分的铸、、铁渗氮强化效果也不明显。根据钢的渗氮强化,,,机理对于铸铁为获得明显的渗氮强化效果决、、,必须添加CrM。其中AI是重Al等合金元素,,要的合金元素渗氮后形成AIN弥散强化相3,。除提高渗层硬度外还有助于增加渗层深度含5,“。1Al铸铁更适宜进行气体渗氮处理。,e一。一一渗氮用铸铁的含碳量不宜过高适当降低图151对经570Cx3h处理的F51及FC51含碳量能促进渗氮层硬度的提高。合金氮化物层厚度的影响.

5、.e一e一一Si是铸铁的最基本的元素。1F512FC51关于Si对铸铁,参加本项试验工作的还有钟胜根等同志28《金属热处理》1993年第5期工不成问题。、多叨三气体渗氮工艺规范及结果‘,:开始时浇铸的争40mm铸铁试棒只控制化、,。已30学成分未控制组织结构用试样在井式炉内进X,侧义棍秘卜行了多种气体渗氮工艺试验尽管化学成分符周喊渔‘弓n曰10,但。合要求渗氮效果都不稳定主要问题是渗层,、如,~一~~‘一-一-一一-巨J~-浅(在金相显微镜下甚至看不到明显的渗氮。。0。40。812一16,、。1,,层)试块表面发毛起泡

6、等也采用离子渗氮工5几石艺试验过,效果仍不理想。经过反复试验,终于e一图251对FSi合金按570亡x3h处理发现影响铸铁气体渗氮效果的主要因素是铸铁时渗氮速度常数的影响的基体组织状态。如果铸铁的石墨如同普通灰、,,二渗氮前的预备热处理口铸铁那样呈片状则不论采用何种渗氮工艺。铸铁的化学成分和组织结构的均匀性比钢都不能获得理想的渗氮效果,。石墨形态不同的合金铸铁化学成分如上所差从而影响其渗氮层的均匀性预先热处理有,、利于获得均匀的渗氮层。另外,由于浇铸温度及述经不同工艺渗氮后的渗层深度和表面硬度,。浇注后的冷却速度等铸造工

7、艺因素的影响铸表面状态列于表1中。,件铸态硬度的差异较大铸态硬度偏高时机械从表中结果可看出铸铁的渗氮速度是缓,,ro,加工困难经渗氮处理后工件的基体硬度也满慢的大约是38CMAI钢的1/2~1/s这是足不了要求。铸件预先进行调质处理则可改善由于铸铁的致密度比钢差且碳硅含量比钢高得,。,这种情况。试验发现,调质处理还可以使铸铁件多阻碍了氮原子的扩渗所致按一般规律渗的渗氮变形稳定化和规律化,便于预留用以修氮层的表面硬度是随着渗氮温度的提高而降低,,正工件渗氮变形的精磨余量。的但本文的试验结果表明渗层表面硬度随渗。,,调质工艺

8、规范为850一870C油淬回火温氮温度的提高而增加作者认为由子铸铁中石度为620~700‘C,视铸态组织即石墨形态及其墨、疏松等缺陷及高碳高硅对氮原子的扩渗起,。,数量进行调整经调质后工件硬度为250一阻碍作用温度低时渗速过于缓慢不仅渗层,,一3。aFe10HB浅渗层的氮浓度也低导致中氮故固溶,度,。对于白口严重的铸