材料表面工程第四章-全文預(yù)覽
【正文】 ，再加熱擴(kuò)散制成鍍層。 ③ 料漿滲鋁法 料漿滲鋁是由固體粉末滲鋁法發(fā)展而來(lái)的一種工藝方法。 工件可以是鋼鐵件，也可以是鎳基和鈷基高溫合金，還可 用于鈦合金、銅合金及鉬、鈮等難熔金屬。 Fe2Al5相質(zhì)硬而脆，要盡可能抑制其生長(zhǎng)，一股把其控制 在滲層的 1/10范圍內(nèi)為好。 1．熱浸鋁 熱浸鍍鋁是當(dāng)前最受重視的滲鋁方法 。 目前該工藝正廣泛地應(yīng)用于在大氣和海洋中工作的鋼鐵構(gòu)件上。 其工藝過(guò)程為先使鋼件通過(guò)氧化性氣氛的預(yù)熱爐 (爐內(nèi)加熱溫度為 440～ 460℃ )， 再把工件送進(jìn)還原性氣氛爐中把氧化皮還原并加熱到規(guī)定的溫度 ， 接著將鋼件浸人約 440～ 460℃ 溫度的鋅液中進(jìn)行鍍鋅 。 鋅的熔點(diǎn)是 ℃ ， 在熱鍍鋅工業(yè)中把鋅液溫度分為 5個(gè)區(qū)域： 1) 在 480℃ 以下 ， 鋅液對(duì)基體鐵溶解緩慢 ， 工業(yè)上一般不采用； 2) 在 540℃ 左右 ， 鋅液對(duì)鐵溶解力很強(qiáng) ， 可用于鍍灰鑄鐵工件； 3) 495℃ 左右 ， 這是鋅液對(duì)鐵的惡性溶解溫度 ， 鍍層疏松 ，是熱鍍鋅的禁區(qū)； 4) 620℃ 左右 ， 鐵鋅結(jié)合層很快形成 ， 是鋼鐵件熱鍍鋅的最佳溫度； 5) 660℃ 以上 ， 鐵急劇溶解 ， 工件表面掛不上鋅 ， 這是應(yīng)避免的溫度 。 2． 熱鍍鋅的方法 目前工業(yè)上應(yīng)用的熱鍍鋅方法有： 干法熱 、 氧化還原法 、 濕法 、 鉛鋅法 、 單面熱鍍鋅等多種 。 6． 韌脆性 ：與淬火回火鋼大體處于同一水平 。碳的來(lái)源完全依靠鋼中自身的碳向外擴(kuò)散。 應(yīng)用最廣泛的是用熔鹽浸鍍法在工件表面上涂覆 VC，NbC， CrxCy等碳化物。形成這種相后，才可能造成濃度差，從而使?jié)B入元素獲得擴(kuò)散所需要的驅(qū)動(dòng)力。但如果界面反應(yīng)是控制步驟，則僅靠提高 溫度就未必會(huì)收到加速的效果。 步驟②雖然是一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程，但此擴(kuò)散是在氣態(tài)或液態(tài)下進(jìn) 行，擴(kuò)散速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于元素在固態(tài)內(nèi)的擴(kuò)散，因而也不可 能成為控制步驟。 包括： ① 電泳滲 ② 料漿滲 ③ 噴鍍滲 ④ 電鍍滲 ⑤ 化學(xué)鍍滲 ⑥ 真空滲鍍 42 熱滲鍍?cè)? 421 熱滲鍍的基本過(guò)程 一般說(shuō)來(lái)熱滲鍍的基本過(guò)程應(yīng)包括四個(gè)步驟 。 4． 離子轟擊滲鍍法 離子轟擊滲鍍法是利用物質(zhì)的第四態(tài) — 等離子體進(jìn)行滲鍍。 3． 氣滲法 首先把工件加熱到滲劑原子在基體中能產(chǎn)生顯著擴(kuò)散的溫度 ， 然后把含有滲鍍金屬鹵化物 (MCl2)的氫氣通人 ，氣體和表面接觸時(shí) ， 工件表面的金屬 A和氫與 MCl2發(fā)生反應(yīng) 。 這種方法多用于鋼鐵制品的鍍鋅 、 鍍鋁 、 鍍錫等 。 優(yōu)點(diǎn)：傳熱性好 ， 滲速快 ， 滲層質(zhì)量高并有利于機(jī)械化和自動(dòng)化；缺點(diǎn)：流化床設(shè)備裝置成本極高 ， 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用大 ， 尚未推廣使用 。 鹵化物分解生成的 N2和 H2會(huì)排除容器內(nèi) 的空氣造成還原氣氛 。 熱滲鍍方法分類詳見(jiàn)下圖： 1． 固滲法 ① 粉末包滲法 粉末包滲法是固滲中最普通的方法。 第四章 熱滲鍍 概述 42 熱滲鍍?cè)? 43 TRD滲鍍法 44 熱浸鍍 45 離子轟擊滲鍍 46 離子滲氮 47 離子滲碳 概述 用加熱擴(kuò)散的方法把一種或幾種元素滲入基體金屬的表 面 ， 得到一擴(kuò)散合金層 ， 稱為熱滲鍍 。 熱滲鍍的方法很多 ， 按接觸介質(zhì)劃分有：固滲 、 液滲 、 氣 滲和等離子滲；按復(fù)合手段劃分有：電泳滲 、 料漿滲 、 噴 涂滲 、 電鍍滲和化學(xué)鍍滲等 。 以 NH4C1為例 ， 加熱時(shí)發(fā)生下列反應(yīng)： NH4C1 ? NH3 + HCl 2NH3 ? 3H2 + N2 2HCl + MF ? MC12 + H2 M是欲滲金屬 。 ② 流化床法 這種方法與粉末包滲法相似 ， 不同之處是將工件放于帶有固體滲劑的流化床內(nèi) ， 然后加熱 ， 同時(shí)通人鹵氣和運(yùn)載氣體 (H2， Ar)， 使之與流體粒子反應(yīng)產(chǎn)生欲滲金屬的活性原子滲入工件 。 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單 ， 操作容易 ， 被廣泛采用 。 ③ 鹽浴法 鹽浴法是在金屬鹽熔融液體中加入 V， Nb， Cr， Ti， Ta等鐵合金粉末，然后把含有較高 C， N的鋼件浸入，在800 ～ 1250?C溫度下，經(jīng)過(guò) ～ 10 h的時(shí)間后，可在
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