液體氮化與氣體氮化的區(qū)別有哪些?
氣體氮化系于1923年由德國AF ry 所發(fā)表,將工件置于爐內(nèi),利NH3氣直接輸進(jìn)500~550℃的氮化爐內(nèi),保持20~100小時,使NH3氣分解為原子狀態(tài)的(N)氣與(H)氣而進(jìn)行滲氮處理,在使鋼的表面產(chǎn)生耐磨、耐腐蝕之化合物層為主要目的,其厚度約為0.02~0.02m/m,其性質(zhì)極硬Hv 1000~1200,又極脆,NH3之分解率視流量的大小與溫度的高低而有所改變,流量愈大則分解度愈低,流量愈小則分解率愈高,溫度愈高分解率愈高,溫度愈低分解率亦愈低,NH3氣在570℃時經(jīng)熱分解如下:
NH3 →〔N〕Fe + 3/2 H2
經(jīng)分解出來的N,隨而擴(kuò)散進(jìn)入鋼的表面形成。相的Fe2 - 3N氣體滲氮,一般缺點為硬化層薄而氮化處理時間長。
氣體氮化因分解NH3進(jìn)行滲氮效率低,故一般均固定選用適用于氮化之鋼種,如含有Al,Cr,Mo等氮化元素,否則氮化幾無法進(jìn)行,一般使用有JIS、SACM1新JIS、SACM645及SKD61以強(qiáng)韌化處理又稱調(diào)質(zhì)因Al,Cr,Mo等皆為提高變態(tài)點溫度之元素,故淬火溫度高,回火溫度亦較普通之構(gòu)造用合金鋼高,此乃在氮化溫度長時間加熱之間,發(fā)生回火脆性,故預(yù)先施以調(diào)質(zhì)強(qiáng)韌化處理。NH3氣體氮化,因為時間長表面粗糙,硬而較脆不易研磨,而且時間長不經(jīng)濟(jì),用于塑膠射出形機(jī)的送料管及螺旋桿的氮化。
液體軟氮化主要不同是在氮化層里之有Fe3Nε相,F(xiàn)e4Nr相存在而不含F(xiàn)e2Nξ相氮化物,ξ相化合物硬脆在氮化處理上是不良于韌性的氮化物,液體軟氮化的方法是將被處理工件,先除銹,脫脂,預(yù)熱后再置于氮化坩堝內(nèi),坩堝內(nèi)是以TF – 1為主鹽劑,被加溫到560~600℃處理數(shù)分至數(shù)小時,依工件所受外力負(fù)荷大小,而決定氮化層深度,在處理中,必須在坩堝底部通入一支空氣管以一定量之空氣氮化鹽劑分解為CN或CNO,滲透擴(kuò)散至工作表面,使工件表面最外層化合物8~9%wt的N及少量的C及擴(kuò)散層,氮原子擴(kuò)散入α – Fe基地中使鋼件更具耐疲勞性,氮化期間由于CNO之分解消耗,所以不斷要在6~8小時處理中化驗鹽劑成份,以便調(diào)整空氣量或加入新的鹽劑。
液體軟氮化處理用的材料為鐵金屬,氮化后的表面硬度以含有 Al,Cr,Mo,Ti元素者硬度較高,而其含金量愈多而氮化深度愈淺,如炭素鋼Hv 350~650,不銹鋼Hv 1000~1200,氮化鋼Hv 800~1100。
液體軟氮化適用于耐磨及耐疲勞等汽車零件,縫衣機(jī)、照相機(jī)等如氣缸套處理,氣門閥處理、活塞筒處理及不易變形的模具處。采用液體軟氮化的國家,西歐各國、美國、蘇俄、日本。