不鏽鋼低溫滲氮對提高擴大不鏽鋼應用(yòng)範圍有(yǒu)着重大意義,國(guó)外有(yǒu)些應用(yòng),國(guó)内很(hěn)多(duō)科(kē)研單位展開了很(hěn)多(duō)研究,溫度380~450℃,國(guó)内應用(yòng)相對少些,因為(wèi)溫度低,元素活性較低,需要催滲技(jì )術和表面活化等技(jì )術。
不鏽鋼低溫滲氮是什麽?
奧氏體(tǐ)不鏽鋼,是指在常溫下具(jù)有(yǒu)奧氏體(tǐ)組織的不鏽鋼。鋼中(zhōng)含Cr約18%、Ni 8%~25%、C約0.1%時,具(jù)有(yǒu)穩定的奧氏體(tǐ)組織。奧氏體(tǐ)不鏽鋼無磁性而且具(jù)有(yǒu)優良的力學(xué)性能(néng)、高韌性和塑性,可(kě)加工(gōng)性以及抗腐蝕性強,被廣泛應用(yòng)于化工(gōng)、汽車(chē)、機械、海運及海洋構件等領域;但奧氏體(tǐ)不鏽鋼缺點是由于含碳量極低,導緻表面強度和硬度較低,抗磨損性能(néng)、抗疲勞性能(néng)低,且不可(kě)能(néng)通過相變使之強化,嚴重影響奧氏體(tǐ)不鏽鋼的使用(yòng)範圍,或是大幅度降低零工(gōng)件的使用(yòng)壽命。
不鏽鋼低溫滲氮是常見的對金屬表面進行強化處理(lǐ)的方法,在一定溫度下一定介質(zhì)中(zhōng)使氮原子滲入工(gōng)件表層的化學(xué)熱處理(lǐ)工(gōng)藝。常見有(yǒu)液體(tǐ)滲氮、氣體(tǐ)滲氮、離子滲氮。傳統的氣體(tǐ)滲氮是把工(gōng)件放入密封容器中(zhōng),通以流動的氨氣并加熱,保溫較長(cháng)時間後,氨氣熱分(fēn)解産(chǎn)生活性氮原子,不斷吸附到工(gōng)件表面,并擴散滲入工(gōng)件表層内,從而改變表層的化學(xué)成分(fēn)和組織,獲得優良的表面性能(néng)。但目前的滲氮工(gōng)藝中(zhōng),一般采用(yòng)一段式或兩段式加熱方法滲氮,滲氮氣體(tǐ)濃度基本保持恒定,但發明人從機理(lǐ)出發,經研究發現,由于滲氮需要在表面到内部形成一定厚度的滲氮層,并且滲氮層的硬度值與該處滲氮層的氮含量密切相關,而材料的内部結合力又(yòu)與滲氮層的硬度變化趨勢有(yǒu)關,因而期望得到一種由内向外,滲氮量均勻增長(cháng)且合理(lǐ)分(fēn)布的梯度變化,既能(néng)保證材料的硬度和韌性保持合理(lǐ)的平衡,又(yòu)使材料的硬度保持合理(lǐ)的變化。
不鏽鋼低溫滲氮技(jì )術實現要領:
一種奧氏體(tǐ)不鏽鋼的低溫氣體(tǐ)滲氮方法,包括如下步驟:
1)将奧氏體(tǐ)不鏽鋼工(gōng)件進行表面鈍化膜處理(lǐ);
2)将奧氏體(tǐ)不鏽鋼放入滲氮爐中(zhōng),抽真空到10-3Pa;
3)通入滲氮氣體(tǐ),加熱滲氮爐開始滲氮處理(lǐ),所述的滲氮處理(lǐ)具(jù)體(tǐ)包括:
3.1高溫低濃度滲氮,在560-600℃下,經第一管路通入氨氣,所述第一管路不含有(yǒu)催滲劑,所述氨氣的流量為(wèi)800ml/min,氨氣分(fēn)解率為(wèi)20-30%,保溫8-10h;
3.2低溫低濃度滲氮,在400-450℃下,經第一管路通入氨氣,所述氨氣的流量為(wèi)1200ml/min,氨氣分(fēn)解率為(wèi)10-15%,保溫3-6h;
3.3低溫高濃度滲氮,在400-450℃下,經第二管路通入氨氣,所述第二管路含有(yǒu)稀土催滲劑,氨氣的流量為(wèi)1800ml/min,氨氣分(fēn)解率為(wèi)40-50%,保溫1-2h;
3.4将滲氮後的不鏽鋼工(gōng)件置于緩冷坑中(zhōng),靜置48-72h。
總結:不鏽鋼低溫滲氮就是利用(yòng)低溫等離子氮化技(jì )術對金屬表面進行處理(lǐ),溫度控制在420°以下,武漢銘高新(xīn)材料有(yǒu)限公(gōng)司在奧氏體(tǐ)不鏽鋼低溫滲氮方面的研究技(jì )術已經成熟,目前已投入市場。