热处理设备井式炉气体渗氮工艺操作

湖南热处理井式炉气体渗氮工艺操作

预备处理确定原则：

1． 一般结构钢件用调质处理，高温回火温度应比渗氮温度高20~40oC，保温时间不宜过长

2． 对冲击韧度值要求低的零件，可采用正火，但正火冷却速度要快，断面尺寸较大的零件不得用正火

3． 38CrMoAl钢应采用调质，否则渗层中易出现针状氮化物，工、模具钢渗氮前，须经淬火、回火处理，不得用退火

4． 对细长、薄壁、复杂的零件，渗氮前须进行一次或多次去应力处理，去应力温度一般低于调质回火温度，高于渗氮温度，如处理后变形超差，进行矫正后再次按原工艺去应力一次，直至变形量完全合格为止

准备工作：

1． 设备准备

1） 渗氮前对控温仪表、液氨瓶、流量计、氨分解测定仪、各种管路系统做检查，保证设备的正常运行和使用，炉内温差应小于10oC

2） 干燥剂常用氧化钙、氯化钙等，常用焙烧过的氧化钙，如失效应更换或烘干

3） 渗氮介质用水的体积分数小于0.2%的液氨为好

4） 根据零件的形状、尺寸、质量和技术要求，准备好吊具，使用前应认真检查是否完好可靠，并清洗干净

2． 零件的准备

1） 渗氮零件的表面粗糙度Ra1.6μm以下，表面不得有拉毛，碰伤及生锈等缺陷，不能及时处理的零件须涂油保护，以免生锈

2） 易畸变的零件，应预测畸变量，并做好记录

3） 试样的材质及预先热处理均与零件相同，试样尺寸为ф（20~30）mm×(6~10)mm，试样3~5件，并编号放在有代表性的不同位置

4） 认真清洗零件，吊装入炉时，再用清洁汽油擦净，以保证零件的清洁度

5） 将清洗干净的零件装入渗氮炉中，对于易变形的细长杆件须垂直吊挂，间距要均匀，不要堵排气孔，零件不得超出有效加热区的范围

湖南热处理工艺规范的确定：井式炉

1． 渗氮温度

1） 常用500~530oC，能保证氮化物有较大的弥散度，硬度高

2） 随渗氮温度升高，渗层深度增加，而硬度显著降低，大于550oC渗氮，多数钢种的高硬度低于1000HV

3） 用两阶段或三阶段渗氮时，二阶段的温度常低于560oC

2． 渗氮时间

1） 渗氮层随渗氮时间延长而增厚。初期增长率大，以后渐趋缓慢，遵循抛物线规律，一般渗速在0.01mm/h左右

2） 随保温时间延长，氮化物聚集长大，硬度下降。温度越高，时间越长，长大越厉害

3． 氨分解率

1） 氨分解率控制在25%~40%较好，活性氮原子多，零件表面大量吸收氮

2） 氨分解率超过60%，气氛中氢的体积分数达52%，产生脱氮作用，大量氮分子和氢分子停滞于零件表面，使氮原子不被吸收，渗层减薄

3） 一阶段或二阶段渗氮，强渗氨分解率分18%~30%，扩散时氨分解率为40%~60%较理想