等離子氮碳共滲與氧化復合熱處理技術

  等離(li)子氮(dan)碳共滲(shen)處理(li)后(hou)在(zai)結構(gou)鋼(gang)表面生成一層(ceng)化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)層(ceng)(主要相成分為Fe2~3N 和Fe3C),該化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)層(ceng)的(de)(de)硬度(du)比(bi)(bi)結構(gou)鋼(gang)基體高(gao)(gao)幾(ji)倍(bei),所(suo)以(yi)處理(li)后(hou)顯著提高(gao)(gao)了(le)結構(gou)鋼(gang)表面的(de)(de)抗磨損性(xing)(xing)能。如(ru)果離(li)子氮(dan)碳共滲(shen)后(hou)在(zai)某一特定溫度(du)下(xia)通入一定比(bi)(bi)例的(de)(de)氫氣和氧(yang)(yang)氣進行(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)處理(li),又在(zai)化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)層(ceng)的(de)(de)表面生成一層(ceng)致密的(de)(de)Fe3O4 氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo),Fe3O4化(hua)(hua)學(xue)穩定性(xing)(xing)高(gao)(gao),不溶于酸(suan)或堿,膜(mo)層(ceng)比(bi)(bi)較致密,摩(mo)擦系數比(bi)(bi)較低,能夠阻礙腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)與基體金屬的(de)(de)直接接觸,所(suo)以(yi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)處理(li)顯著提高(gao)(gao)了(le)結構(gou)鋼(gang)表面的(de)(de)抗腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能。該氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)甚至具有比(bi)(bi)鍍鉻處理(li)還(huan)優(you)越的(de)(de)抗腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能。由此,誕生了(le)等離(li)子氮(dan)碳共滲(shen)與氧(yang)(yang)化(hua)(hua)復(fu)合(he)(he)處理(li)工藝(yi)。

  等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)氮(dan)碳(tan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)與(yu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)復(fu)合處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)是在(zai)(zai)等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)氮(dan)碳(tan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)完(wan)(wan)后再進行(xing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)一(yi)種新(xin)的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)工藝。它是利用稀(xi)薄氣體輝(hui)光放電(dian)形成(cheng)活(huo)性(xing)(xing)氮(dan)、碳(tan)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi),在(zai)(zai)直(zhi)流(liu)電(dian)場中(zhong)對工件進行(xing)熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)一(yi)種表面改性(xing)(xing)技(ji)術。該工藝是先通過等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)氮(dan)碳(tan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)使(shi)工件表面生(sheng)成(cheng)高硬度的(de)(de)(de)Fe2~3N 和(he)少量Fe3C 化(hua)(hua)(hua)合物層,再通過等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)使(shi)工件表面形成(cheng)一(yi)層黑色致密(mi)、耐(nai)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)Fe3O4 膜(mo)。這樣(yang),經(jing)過等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)氮(dan)碳(tan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)與(yu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)復(fu)合處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)后,不僅提(ti)高了結(jie)構(gou)鋼(gang)表面的(de)(de)(de)硬度和(he)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing),而(er)且還(huan)可以顯著提(ti)高結(jie)構(gou)鋼(gang)表面的(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)。據報道:結(jie)構(gou)鋼(gang)表面經(jing)這種處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)后,工件表面的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)超(chao)過鍍硬鉻(ge)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng),還(huan)解決了鹽(yan)浴氮(dan)碳(tan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)+拋光+氧(yang)化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)技(ji)術對環境污染的(de)(de)(de)問題(ti)。而(er)且,等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)氮(dan)碳(tan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)與(yu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)復(fu)合處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)工藝的(de)(de)(de)全(quan)過程都(dou)是在(zai)(zai)同一(yi)爐(lu)中(zhong)不間斷(duan)地完(wan)(wan)成(cheng)的(de)(de)(de),減少了換爐(lu)及氧(yang)化(hua)(hua)(hua)時的(de)(de)(de)二(er)次加(jia)熱,達到省時節能(neng)降耗的(de)(de)(de)效果。由于該復(fu)合處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)有(you)這些其他(ta)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)所(suo)不具有(you)的(de)(de)(de)優點,所(suo)以現在(zai)(zai)的(de)(de)(de)應用越(yue)來越(yue)廣泛。

  等(deng)離子氮(dan)碳共滲氧(yang)(yang)化(hua)(hua)復合處(chu)理(li)(li)工藝已在汽車(che)(che)工業中(zhong)獲得廣(guang)泛(fan)(fan)應(ying)用,主要(yao)用于汽車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)球頭銷、導向螺桿(gan)、換檔選擇器、彈(dan)簧(huang)零件(jian)等(deng)。另外,液壓和(he)泵系(xi)(xi)統中(zhong)也廣(guang)泛(fan)(fan)應(ying)用了(le)這種處(chu)理(li)(li)工藝,主要(yao)是(shi)用在液壓和(he)泵的(de)(de)(de)(de)活(huo)塞桿(gan)、導向套、汽缸、彈(dan)簧(huang)片(pian)等(deng)零件(jian),處(chu)理(li)(li)后可使表面(mian)(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)大(da)大(da)減(jian)小;抗腐蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)顯(xian)著(zhu)提高,鹽霧腐蝕(shi)中(zhong)出(chu)現銹點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)時間大(da)于240 h;表面(mian)(mian)硬(ying)度(du)提高到750HV以上;疲勞極限顯(xian)著(zhu)提高到在彎曲點(dian)(dian)(dian)拉伸為(wei)100%。硬(ying)化(hua)(hua)層(ceng)上的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)層(ceng)有(you)(you)低的(de)(de)(de)(de)摩(mo)擦系(xi)(xi)數的(de)(de)(de)(de)特點(dian)(dian)(dian),相當于硬(ying)化(hua)(hua)層(ceng)上有(you)(you)一層(ceng)軟膜(mo),起到潤滑的(de)(de)(de)(de)作用,摩(mo)擦因數大(da)幅度(du)減(jian)少(shao)到0.05,所以處(chu)理(li)(li)后更能(neng)(neng)夠顯(xian)著(zhu)提高工件(jian)表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)抗磨損性(xing)能(neng)(neng)。等(deng)離子碳氮(dan)共滲氧(yang)(yang)化(hua)(hua)復合處(chu)理(li)(li)工藝還有(you)(you)尺寸(cun)和(he)形狀精度(du)高的(de)(de)(de)(de)優點(dian)(dian)(dian),所以處(chu)理(li)(li)后的(de)(de)(de)(de)工件(jian)不再需要(yao)進行(xing)昂(ang)貴的(de)(de)(de)(de)機械(xie)精加工。復合處(chu)理(li)(li)后的(de)(de)(de)(de)工件(jian)在低溫條件(jian)下可以焊接。等(deng)離子氮(dan)碳共滲與氧(yang)(yang)化(hua)(hua)復合處(chu)理(li)(li)在傳(chuan)動(dong)系(xi)(xi)統中(zhong)也有(you)(you)廣(guang)泛(fan)(fan)應(ying)用,主要(yao)應(ying)用于齒(chi)(chi)輪(lun)軸、換檔桿(gan)、同步齒(chi)(chi)輪(lun)等(deng)零件(jian),處(chu)理(li)(li)后硬(ying)化(hua)(hua)深度(du)為(wei)可達(da)0.3~0.8mm。