1)碳氮共渗根据使用介质的物理状况不同,可以分为气体碳氮共渗, 液体碳氮共渗、固体碳氮共渗3类。
2)根据共渗温度的不同,又可分为低温 (500℃~600℃),中温 (700℃~800℃) 和高温 (900℃~950℃) 碳氮共渗3种。其中低温碳氮共渗即广泛应用的软氮化法,其表层主要以渗氮为主,用以提高模具零 件的表面耐磨性和抗咬合性; 中温碳氮共渗,其目的与渗碳相似,主要是 提高模具零件的表面硬度,它与渗碳相比,将使零件具有更好的耐磨性和 抗疲劳性能; 高温碳氮共渗,以渗碳为主。在我国热处理厂家中以中温气体碳氮共渗和低温氮碳共渗应用较广。
中温气体碳氮共渗
中温气体碳氮共渗的介质实际上是渗碳和渗氮用的混合气体。在热处理生产中常用的方法是在井式气体渗碳炉中滴入煤油,使其热分解出 渗碳气体,同时向炉中通入氨气。在共渗温度下,煤气与氨气除了单独进 行渗碳和渗氮的作用外,它们相互之间还可发生化学反应产生活性碳、氮 原子。
此外,有的工厂采用渗碳富化气 (甲烷、丙烷、城市煤气等) 加氨、 三乙醇胺、丙酮加甲醇加尿素等作为共渗剂。
碳氮共渗温度随钢种而异,一般在820℃~870℃范围内选择。碳氮共 渗时间取决于渗层浓度、共渗温度、共渗介质及钢的化学成分。
低温氮碳共渗
氮碳共渗 (软氮化) 是在含有活性碳、氮原子的介质中同时渗入氮和 碳,并以渗氮为主的低温碳氮共渗工艺。
1) 气体软氮化的工艺参数是软氮化温度和时间以及渗入介质的活性和 加入量,同样是根据模具的技术要求来选择。热处理厂气体软氮化 的介质主要是: 50%氨气+50%吸热型气体。
2) 软氮化的温度通常为530℃~580℃,在570℃左右氮在α相中具有很大溶解度。对于高速钢和高铬模具钢,为保持工件的整体强度和红硬性, 软氮化温度不能超过其回火温度。
3) 软氮化时间为1~6h范围。软氮化后的工件一般采用快冷 (油冷)。 快冷不仅使氮化件表面色泽好,而且能进一步提高零件的疲劳强度。对变 形要求小的工件,软氮化后应当缓冷。
4) 氮碳共渗赋予工件耐磨损、耐疲劳、抗咬合和擦伤的性能,以及处 理时间短、温度低、变形小的特点,而且不受钢种限制,适用于碳素钢、 合金钢、铸铁及粉末冶金等材料。现已普遍地用于对模具、量具、刃具以 及耐磨零件进行的化学热处理,并获得良好的效果。
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