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[交流] 渗氮件畸变的影响因素

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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2012-11-3 13:04:53 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    x
    渗氮工件具有表面硬度高,耐磨性、抗疲劳强度、耐热以及耐蚀性能好等特点。但是,由于渗氮工艺周期长,加上氮原子的深入,往往容易引起工件畸变。其因素有:
    ' b! }) v0 j4 }% [6 d
    ( J7 \+ N* V, `6 k! g1、组织应力
    % i6 k/ Y) X- o% c6 R3 n$ I. ~
    , g9 E1 A) E1 ^! H3 P3 J渗氮过程中氮原子渗入工件表层,使表层金属晶格常数增大,引起晶格畸变,产生体积膨胀,致使渗层对心部产生张力作用,同时心部对渗层又施加压应力,从而形成表层受压、心部受拉的组织应力,进而使渗氮件产生微量的畸变。, Y) ]$ ]1 s0 e5 {9 B6 Y
    2 ?. i2 Q' R- O5 I5 o, s
    2、机加工残余应力
    , q0 Z' i6 _% e! {+ C' t/ X* {; r# T7 e8 ~: s
    机加工残余应力释放会使工件产生畸变,必须去应力处理。去应力处理的温度应稍低于调质的回火温度。对于精密件,去应力处理后尽可能缓冷。' [6 R1 Z, `, _6 s" O% W# X6 v3 K
    1 Q3 p7 n9 ^" C' k
    3、工件结构
    ) ]7 j$ C4 ?& i4 _. T9 ~8 t0 S& j# Z5 J2 G
    工件的结构是影响渗氮畸变的一个主要因素。简单将,工件的对称性好,畸变就小;工件不对称,结构复杂,厚薄相差大,则会造成较大的渗氮畸变。! q. D7 b2 N  D5 }6 p' Z

    & _, d4 ?  u& L' h- s4、预处理) X6 Z3 I/ c# X: t, c

    " X. R) n+ x$ l) Z渗氮工件的预处理十分关键,一般采用调质。调质时,若淬火温度低,会产生游离铁素体,增加渗氮后组织的不均匀性,成为潜在的应力源,很可能导致工件变形。若回火温度低或回火不充分,在后续渗氮过程中会因应力的释放而产生畸变,因此回火温度应高于渗氮温度20℃左右。; I. }* o5 V0 U( m+ h

    * v' \- d0 r2 L4 q! T+ b5、装炉方式
    # j* g2 Q" H: K5 y; Z* p
    * J  E5 y: S' l& W: i1 i4 ~工件在渗氮装炉时,若处于非自由状态,则会由于自重而产生附近应力,导致塑性变形。原则上应使工件重心通过中心,处于自由吊挂状态。若工件结构不对称,尽可能对称放置。具体工件,如细长轴类应垂直挂放;大凸轮用芯轴垂直串联,并将凸轮壁厚处朝下放置。
    5 S* B' g  A& ~& H% t5 x* M
    ; m2 x' C1 }2 V! X0 \5 X  N6、渗氮工艺( ?! n- M' l1 u9 U. d5 Z

    8 K1 N8 y4 s1 a5 I: i' ~6 O" y渗氮温度越高,升温和降温越快,工件的畸变倾向就越大。升温应采用阶梯式升温工艺。4 e7 T+ x' ^4 P% p

    6 R, b7 C' t- w5 K9 M9 c渗氮时间应控制适当,避免因渗氮时间过长而导致工件畸变。9 H/ _. {2 G+ ]0 X* p* `
    8 ^3 ?5 A& R; R  ~! y6 M
    炉温应均匀,误差在±5℃范围之内,否则会产生附近热应力,造成氮的分解不均,致使炉内各点氮浓度不均匀,渗氮层薄厚不一致,增大畸变。
    . d  V+ v  w6 w! v; l! [) J0 m+ E- ^, J+ p4 s6 I+ N
    7、锻造和正火工艺/ l& W" q8 l1 e, ~: v5 b! s

    / G0 ?; l# z9 f由于材料锻造、正火后存在魏氏组织、带状组织,会导致渗氮后工件畸变量超差,采用改善锻造和正火工艺、平放装炉、留磨削余量等措施可以控制。
    % ^$ w# ~, b" Z6 c
    ! c8 G8 i. R1 F! S- o渗氮畸变是多种因素共同作用的反映,要综合分析和考虑各种影响因素,实施合理的控制畸变操作,才能最大限度控制神氮件畸变,达到渗氮目的。
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2012-11-3 16:38:10 | 显示全部楼层
    楼主说得全面,关于预先热处理,我补充如下:: r, z3 A: I; e4 Q: ~
    低碳钢、低碳合金钢一般经过正火处理,中碳钢、中碳合金钢要调质处理。渗氮前,调质处理件的组织级别按回火索氏体中游离铁素体数量分为5级,一般零件1~3级为合格,重要零件1~2级为合格。对于变形量要求高的工件,在精磨前要进行550~600℃去应力回火以消除机械加工应力。这一方法适用于任何氮化工艺,不能等闲视之。
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