氮化炉是进行渗氮处理的设备。它具有处理温度低、时间短、工件变形小的特点。它具有较高的疲劳极限和良好的耐磨性。
氮化炉的工艺:
氮化处理是指氮原子在一定温度下,在一定介质中渗入工件表面的一种化学热处理工艺。氮化产品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐腐蚀性和耐高温性。
在氮化炉内的不锈钢真空密封罐内加满氨,加热至520℃,并保持适当时间,根据工件材料和渗碳层的要求,渗氮3-90小时后,工件表面可获得高硬度、高耐磨性、高疲劳极限和良好耐磨性的含氮强化层。
氮化炉的操作方法:
1.氮化炉前的模具必须是先正火或淬火回火的工件。
2.先用汽油和酒精擦洗工件表面,不得有锈蚀、油污和污垢。
3.安装入炉后,对称拧紧炉盖压紧螺栓。
4.将冷却水送入炉膛水箱和炉盖的进水口,用于循环水冷却。炉盖上管内冷却水的下端为进水口,上端为出水口。炉缸进水并单独排水。炉盖上所有水管可按低进高出的原则串联,一进一排。
5.在升温前,应将氮气送至排气,排气时的流量应大于使用时流量的两倍。
排气10分钟后,将温控仪(如下温控仪所示)设置为150℃,将自动加热开关转到on,在排气时加热150℃,并保持排气2h,然后将温控仪设置为530℃,减少氨流量以保持炉内正压,排气口处气流方向上有一个小压力。当炉温升至530℃时,恒温恒流量氮化3-20h,稍加氨压,排气保持中压,氮化4-70h,降低氨压1-2h,切断电源,停止加热,投加少量氨维持炉内正压,待炉温降至150℃以下停止供排氨。
氮化炉热处理:
为了缩短渗氮周期,使渗氮工艺不受钢种的限制,近年来在原有渗氮工艺的基础上发展了软氮化和离子渗氮两种新的渗氮工艺。
软氮化本质上是一种以渗氮为主的低温氮碳共渗。同时,少量碳原子渗入钢中。与普通气体渗氮相比,渗氮层的硬度较低,脆性较小,因此称为软氮化。
1.软氮化方法分为三类:气体软氮化、液体软氮化和固体软氮化。气体软氮化是国内生产中应用广泛的一种。气体软氮化是在含有活性氮和碳原子的气氛中进行的低温氮碳共渗和碳氮共渗。常用的共氮化介质有尿素、甲酰胺、氨和三乙醇胺。它们在软氮化温度下进行热分解反应,生成活性氮和碳原子。活性氮和碳原子被工件表面吸收,通过扩散渗入工件表面,从而获得以氮为主的氮碳共渗层。
气体软氮化温度通常为560-570℃,因为在此温度下氮化层的硬度值*高。渗氮时间通常为2-3小时,因为超过2.5小时,渗氮层深度随时间缓慢增加。
2.氮化炉软氮化层的组织与软氮化特性:软氮化后,钢的外层可获得几微米至几十微米的白色光亮层ε相γ′相和含氮渗碳体Fe3(C,n)。子层为扩散层,主要由γ′相协调ε相组成。