气体渗氮需要注意哪几个问题

rongtaidianlu

普通气体渗氮是机械制造为广泛应用的表面强化工艺，但周期长、操作复、渗氮质量不易稳定。因此，如何稳定工艺、缩短生产周期、减注脆性就必须对生产过程的工艺参数进行控制。

1、升温方法

    最好采用阶梯升温。因为普通的箱式或井式电炉在500~600℃以下升温速度相当快，如果渗氮件随炉不加控制升温，则炉温一般在2~5h左右就可升至渗氮温度，这时工件温度尚与炉温有一差值，工件截面越大或装炉量越多，二者差值越大，因此难以准确计算出渗氮时间。采用阶梯升温法，可显著减少炉温与工件的温差，还可减小形状复杂的工件变形。阶梯升温规范决定于工件的大小、装炉量及工件形状复杂程度，一般为每升高50~100℃保温20~40min。

2、氨气分解率

    氨气进入渗氮炉以前必须经过干燥，常用的干燥剂有无水氯化钙、硅胶、生石灰等。从吸水效果来，以无水氯化钙为最好。干燥剂必须要有足够的体积，主要根据氨气用量凭经验选择。

    氨气分解率在实际操作中，往往控制在一个比较宽的范围。下表（1）为常用的不同温度下分解率控制范围，表（2）为氨分解率对渗层深度、硬度的影响。

渗氮温度℃         分解率(%)
               一段渗氮     一段渗氮
   510            18~35    18~25
   530            25~45    30~40
   550            35~55    35~55


氨分率(%)     渗氮层深度/mm    表面硬度(HV)
   20                    0.60                850
   40                    0.60                915
   60                    0.60                1000
   80                    0.58                 850


   为减小渗层脆性，便于操作，节省氨气（510渗氮，分解率从30增高到50，氨气消耗量可以减少25），氨分解率尽可能提高。

3、冷却方式

    大多数渗氮工件是通氨随炉缓冷至150~200℃，这种冷却方式平均冷却速度约为15~25℃/h，故冷却时间很长，甚至几十个小时，一般认为缓冷使渗氮层脆性增大，另外缓冷还降低工件的抗蚀性。因此，为缩短渗氮周期，改善渗氮层性能，渗氮后以快冷为宜，甚至可以出炉油冷。为减少变形，可将平均冷却速度控制在50~80℃/h比较恰当。即将渗氮罐移出炉外或在渗氮罐与加热体之间通以压缩空气冷却。对于形状复杂，变形要求严格的工件，也可炉冷至400-500℃后将渗氮罐移出炉外空冷。

4、炉炉量

    装炉量为根据炉罐有效尺寸、装炉方式计算出的理论装炉量的1/2~1/3较为合理。