35crmo鋼氮化淬火復(fù)合工藝的研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-21 04:16 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在工件上。對(duì)不銹鋼不必像氣體滲氮那樣將鈍化膜除掉，在滲氮開(kāi)始時(shí)陰極濺射作用下，可打去該鈍化膜，因此節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力。 裝爐、工件的局部防護(hù)氣體滲氮的局部防護(hù)常常僅限于非滲氮部位的防滲，而離子滲氮的局部防護(hù)概念則大為擴(kuò)展，以下幾種情況下均需考慮局部的防護(hù)問(wèn)題。（1）工件上容易產(chǎn)生輝光集中而又可以將不滲氮的部位需要屏蔽。如工件上的小孔和窄縫溝槽；（2）不要求滲氮的部位或滲氮后還需要加工（磨削除外）而要求較軟的部位；（3）為了減少變形，把滲氮局限在必需滲氮的部位；（4）工件上易形成應(yīng)力集中的部位滲氮時(shí)應(yīng)進(jìn)行防護(hù)；（5）因不銹鋼滲氮后耐蝕性大幅下降。因此，不銹鋼工件上要求耐蝕性而不要求提高耐磨性的部位需要防護(hù)。局部防滲一般采用機(jī)械屏蔽方法，在不需要滲氮的地方插入、旋入、套上或蓋上形狀和尺寸合適的鋼件，也可以利用工件不需要滲氮的表面相互接觸屏蔽。屏蔽物和被屏蔽物處并不要求緊密配合，（此距離內(nèi)放電輝光不能進(jìn)入縫隙）。屏蔽物與工件處于同一電位，因此，屏蔽物也會(huì)起輝。屏蔽物可用普通碳鋼制作，并可反復(fù)使用。 合理裝爐與氣體滲氮爐不同，離子滲氮爐中的溫度場(chǎng)是一個(gè)相對(duì)不均勻的溫度場(chǎng)，但這并不意味著離子滲氮爐中工件的溫度就一定不均勻。這里面牽涉到一個(gè)如何裝爐的問(wèn)題。不同的爐型，不同的零件結(jié)構(gòu)，不同的裝爐量，裝爐方式均不相同，有時(shí)為了保證溫度的均勻，還需設(shè)輔助陰極或輔助陽(yáng)極?？傊侠淼难b爐方式需要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)的積累來(lái)確定。裝爐量一般根據(jù)爐子功率和滲氮零件（包括工夾具）起輝表面積確定。~3W/cm2范圍內(nèi)，取決于加熱溫度、零件結(jié)構(gòu)、爐子結(jié)構(gòu)和裝爐量等因素。對(duì)于同樣的零件，裝爐量越大，達(dá)到同一滲氮溫度所需的功率密度越小。因此，從提高生產(chǎn)率和節(jié)能的角度出發(fā)，在爐子功率、容積和操作允許的條件下，增大裝爐量是合理的。此外熱損失越小的爐子，功率密度越小。在生產(chǎn)實(shí)踐中，往往還需隨爐放置一定數(shù)量的試樣。如果試樣的溫度與工件不一致，試樣的滲層不能代表工件的滲層，那么，試樣的放置是毫無(wú)意義的。離子滲氮對(duì)試樣及其安放位置均有較高要求，試樣的形狀尺寸最好和工件相似，或者表面積或重量和工件相似，且試樣的安放位置應(yīng)盡可能反映整爐滲氮零件的處理狀態(tài)。這些要求在生產(chǎn)實(shí)際中往往很難做到。因此，對(duì)于大批量小件的滲氮，可考慮直接檢驗(yàn)實(shí)物，對(duì)大件和小批量零件則需根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)合理制作和安放試樣。 抽真空和打弧零件裝爐完畢后即可罩上爐罩，開(kāi)啟真空泵抽真空，待真空度抽至50Pa以上后，即可通電起輝。零件起輝后有一打散弧清理階段。根據(jù)零件清洗的干凈程度和零件裝爐量的多少，打弧時(shí)間由幾分鐘至幾小時(shí)不等。打弧階段的氣壓、電壓、電流等參數(shù)的正確調(diào)節(jié)極為重要。調(diào)節(jié)得好可以減少打弧時(shí)間。調(diào)節(jié)的方法主要是選用合適的電流密度。電流密度過(guò)大，打弧現(xiàn)象嚴(yán)重，甚至由于打弧使工件表面輝光熄滅。電流密度過(guò)小，則輝光清潔工件表面的作用緩慢，使打弧時(shí)間延長(zhǎng)。采用低氣壓、高電壓可以加強(qiáng)陰極濺射，縮短打弧時(shí)間。操作者應(yīng)能正確地判斷各種不同的打弧情況，這對(duì)維持正常生產(chǎn)是非常必要的。當(dāng)打弧點(diǎn)沒(méi)有固定位置，在工件表面上不斷變換位置時(shí)，打弧將逐次減少直至停止打弧，電流電壓隨之升高，這種現(xiàn)象是打弧階段的正常情況，打弧是由于剛起輝時(shí)零件表面的非導(dǎo)電物引起的，這種打弧有進(jìn)一步清潔工件表面的作用。孔、溝槽中機(jī)油揮發(fā)引起的打弧，其特點(diǎn)是：當(dāng)零件升溫至200~400℃時(shí)，弧點(diǎn)集中在出油孔洞、溝槽四周，打弧斷續(xù)相間，這種打弧，不需要停爐?？梢赃m當(dāng)減少電壓、氣壓，使打弧電流減小，油揮發(fā)干凈之后，打弧自然停止。小縫或小孔引起的打弧，一般是集中在小縫或小孔處，連續(xù)打弧不間斷。當(dāng)減少氨氣流量，降低氣壓，輝光厚度加厚時(shí)打弧停止。當(dāng)氣壓超過(guò)某一定值后又引起嚴(yán)重打弧，遇到這種情況，首先要判斷使小縫或小孔不斷打弧的最高氣壓所決定的最大電流能否維持工件升溫、保溫的需要。若能維持、則滲氮處理還能勉強(qiáng)繼續(xù)進(jìn)行，若維持不打弧的電流太小，不能升溫，就必須看清打弧源的位置，停泵吊起爐罩，消除引起打弧的根源，再重新抽真空升溫。升溫速度主要取決于零件表面的電流密度、零件體積與產(chǎn)生輝光的表面積之比以及零件的散熱條件等。電流密度越大，升溫速度越快。但升溫速度不宜過(guò)快，以免工件溫度不均勻。形狀簡(jiǎn)單的零件升溫可以快些。影響電流密度的主要因素是電壓、氣壓和工件溫度。當(dāng)溫度不變時(shí)，氣壓加大，電流密度也增加。氣壓太低時(shí)，輝光厚而散。往往電壓加到最高，電流密度也不足以升高，這時(shí)一定要提高氣壓，使輝光減薄，電流密度即隨之增加。電流密度還與工件溫度有關(guān)，當(dāng)氣壓、電壓都不變時(shí)，溫度升高氣體密度減小，電流密度就減小。所以在升溫過(guò)程中欲保持電流密度不變，就需要隨著溫度升高不斷增加氨氣流量或減少抽氣率，或是加高電壓。 保溫保溫階段的電流密度應(yīng)比升溫階段小。實(shí)際需要多大電流密度才合適，需要有一個(gè)調(diào)整過(guò)程。調(diào)整的目的是使工件的溫度保持不變。當(dāng)工件溫度在保溫階段還繼續(xù)上升時(shí)，說(shuō)明保溫電流密度太大，需要繼續(xù)減少，當(dāng)工件溫度在保溫階段內(nèi)，溫度開(kāi)始下降，說(shuō)明保溫電流密度太小，應(yīng)適當(dāng)加大電流密度。調(diào)節(jié)電流密度的方法，可調(diào)電壓或氣壓。當(dāng)工件溫度調(diào)節(jié)到滲氮溫度，且已穩(wěn)定時(shí)，不要經(jīng)常調(diào)整電壓和氣壓。正常保溫階段是很少打弧的，各項(xiàng)參數(shù)也不需要經(jīng)常進(jìn)行調(diào)整。實(shí)驗(yàn)確定35CrMo鋼離子氮化的工藝為：離子滲氮溫度為540℃、560℃、580℃，升溫時(shí)間2小時(shí)，保溫時(shí)間為6小時(shí)。 冷卻出爐保溫結(jié)束后的冷卻往往采用關(guān)閉閥門(mén)，停止抽氣和供氣，切斷輝光電源，使零件在滲氮?dú)夥罩须S爐冷卻的方式，有些單位習(xí)慣于用停止供氣，繼續(xù)抽氣使?fàn)t內(nèi)保持較高的真空狀態(tài)下，切斷電源，讓零件在真空狀態(tài)下隨爐冷卻的方式。此法應(yīng)該說(shuō)不盡合理，因?yàn)樵陔x子滲氮設(shè)備的低真空狀態(tài)下反而易造成零件氧化。為了保護(hù)爐體并增加冷速，停爐后繼續(xù)通冷卻水，工件溫度降到200℃以下方可出爐。對(duì)工件有特殊性能要求時(shí)，也可保溫結(jié)束后油冷或通入大量惰性氣體（如高純N2）加速冷卻。應(yīng)當(dāng)指出的是[18]，氮化完畢后不再繼續(xù)使用氮化爐時(shí)，應(yīng)使氮化爐保持真空狀態(tài)，以免爐體長(zhǎng)時(shí)間暴露于大氣中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)生銹或吸附氣體而影響設(shè)備的真空度。但切記注意，下次使用爐子時(shí)，在打開(kāi)爐罩或爐蓋前，必須首先打開(kāi)放氣閥放氣。否則，極易損壞設(shè)備。 35CrMo鋼氮化后的復(fù)合熱處理氮化后的熱處理（淬火和高溫回火）是決定調(diào)質(zhì)鋼性能的關(guān)鍵熱處理，是否能夠得到細(xì)而均勻的組織，高而均勻的硬度及較高的耐磨性，與淬火前的組織、淬火溫度、淬火時(shí)間、淬火介質(zhì)及溫度、回火溫度及時(shí)間都有直接的關(guān)系。 35CrMo鋼的淬火工藝參數(shù)1. 35CrMo鋼的淬火加熱溫度淬火溫度應(yīng)根據(jù)鋼的AC3的溫度確定，35CrMo的AC3為795～820℃，依照碳素鋼確定淬火溫度的原則，為AC3 +30～50℃即850℃左右。由此可計(jì)算出本次實(shí)驗(yàn)試件的淬
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