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离子化学热处理

添加人:admin 发布时间:2010-11-5 9:22:16 来源:中国真空炉网

离子渗氮是目前工业上应用最广、最成熟的离子热处理工艺,其最大特点是:①渗层组织和相组成可以控制,通过调整工艺参数,可获得纯扩散层、单相化合物层等;②渗速较快,渗层脆性小、质量好;③可进行低温(400~500℃)离子渗氮,以及对奥氏体不锈钢无需预处理便可进行离子渗氮。目前,离于渗氮的技术关键是如何根据其特点,结合工件服役条件,合理选取工艺参数。(温度、电压、炉压、时间及工作气体),获得所需的最佳渗层,以期充分提高离子渗氮效能与成本之比。例如,精密零件,要求尺寸变形小,表面硬度高,同时要求耐磨、耐蚀的奥氏体不锈钢,则宜选低温离子渗氮。   目前该工艺的进展,主要是扩大应用范围,如工具、模具,钛合金和铝合金以及不锈钢的离子渗氮工艺的开发。   奥氏体不锈钢离子渗氮,可有效地提高其耐磨性能,但耐蚀性却下降。自80年代中期以来,不锈钢离子渗氮有了重大进展。奥氏体不锈钢离子渗氮,可获得不同的相组成。温度超过500℃,可形成由γ´、ε、CrN、γ和α相组成的复合渗层,硬度高(1400HV),层厚大于200μm,从而明显改善其耐磨、抗胶合性能,但由于渗层中有Cr的氮化物析出,导致基体中Cr的减少,使其耐蚀性变坏。试验发现,奥氏体不锈钢的渗层硬度、耐磨性和抗腐蚀性能随渗氮温度降低而增高。不同温度离子渗氮后的阳极极化曲线(NaCI的质量分数为3%),如图1所示,经500℃×10h渗氮,即能提高腐蚀电位,而450℃渗氛时,Cr的氮化物析出被抑制,而形成含有无特征的“S-相”单相层,比未处理的不锈钢有更宽的纯化电位,具有优良的耐腐蚀性能,而且硬度高(约1600HV),可获得同时改善耐磨和耐蚀的渗氮层,该工艺已在欧洲获得了工业应用。

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