孤鸿踏雪 发表于 2011-4-13 09:05:33

渗氮层深的影响因素

大家交流一下：
   渗氮层深度与哪些因素有关？与氨流量是否有关系？为什么？

ccxxmm 发表于 2011-4-13 10:23:18

跟表面的洁净度、氨的分解率、基体硬度有关，个人认为

孤鸿踏雪 发表于 2011-4-13 11:30:02

跟表面的洁净度、氨的分解率、基体硬度有关，个人认为
ccxxmm 发表于 2011-4-13 10:23 http://www.rclbbs.com/images/common/back.gif


    能否诠释一下：氨分解率是怎样影响渗速（即影响渗氮层深）的？

江湖123 发表于 2011-4-13 15:18:50

本帖最后由 孤鸿踏雪 于 2011-4-13 16:42 编辑

材料的合金成分，金相组织，硬度，表面处理情况，气氛情况，如炉压，循环均匀性，等

一张餐巾纸 发表于 2011-4-13 16:54:33

　　　杨工提的这个问题，内涵相当复杂，既有公认的基本概念，又有时隐时现、众说纷纭的阐述。
　　　有的影响因素比较明确，比如同一钢牌号同一时间段，选择的渗氮温度较高，深度明显提高，这是因为氮原子的扩散系数增加。
　　　而在同一钢牌号、同一渗氮时间段、又是同一温度下，也就是说，在一定固定条件下，如何获得更深的渗氮层，就有不同的见解了。
　　　按照菲克定律，提高钢表面的氮浓度可以获得更深的渗氮层，这就是说提高炉气的氮势有益于加快扩散速度，通常的渗氮工艺结果可以证明此说的正确性。
　　　与此同时的另一种说法是，钢表面氮浓度达到一定值后，将形成化合物层（即白亮层），化合物层会阻碍炉气中活性氮原子的传递，减小扩散速度 ，因而不利于获得较深渗氮层。有学者利用这一观点，采用‘变温变氮势’（提高炉气氮势仅形成薄薄的化合物层，然后经过扩散让化合物消失，反复进行）的方法拟定出一种‘快速渗氮’的新工艺。
　　　炉气氮势过低（低于该温度下的生成化合物的临界氮势），或者供氨气量不足（但氨分解率较低——所谓‘虚氮势’）的条件下，渗氮速度将明显下降，这也是不争的事实。
　　　另一个因素就是钢表面的状态，除了清洗问题以外，还有如机械加工表面光洁度，吹砂、酸洗等都会影响渗氮深度。
　　　除此之外，使用多种多样的钢表面活化技术（如预氧化、磷化、纳米化等）和催渗技术，也可以加快渗氮速度。然而，这一类技术，在要求渗氮层深度比较浅的时候，对加快渗氮速度确有好处（公布的数据比较杂乱，似乎欠缺可靠性），但随着渗氮深度的加深，有益作用逐渐衰竭，好在渗层渗氮（＞0.6mm）在工程上用的不多。
　　　个人的点滴看法，很有局限，也不见得说得准确。

孤鸿踏雪 发表于 2011-4-13 17:10:22

应该说：渗层深度与多种因素有关，但最直接的因素应该是渗速、工艺温度和时间。而渗速又于工件材质、预处理状态、表面清洁程度等多种因素有关。但渗氮层深度与氨流量是否有关呢？希望大家关注一下这个问题，积极参与讨论和交流。

daniel-li 发表于 2011-4-13 17:49:54

回复 6# 孤鸿踏雪

个人氮化和渗碳有很大的相同之处，我们传统一般都要求强渗段高于最终预期表面浓度以抬高浓度梯度增开渗速，在固定体积的设备内小流量的氨气裂解充分大多生成N2，生成较少活性氮原子；适当大流量的氮气则会保持分解适当，提供合适含量的活性氮原子；而过大的流量则会导致氮原子还未充分接触工件表面及被大气流带走，是种浪费

proteam 发表于 2011-4-14 00:35:05

温度，时间，装炉量都是正的作用

ccxxmm 发表于 2011-4-14 14:11:17

回复 3# 孤鸿踏雪
氨分解率是渗氮过程的重要控制参数，氨分解率越低表示炉内氮原子向工件渗入的能力越强，反之则相反，在其它同等条件下氨分解率的高低对表面硬度和层深肯定是有影响的，在生产中通常以氨分解率来控制生产过程。个人看法。

孤鸿踏雪 发表于 2011-4-14 14:48:42

回复 7# daniel-li


    抱歉，恕我愚钝，将你的帖子读了几遍，也没有弄明白你所表达的意思

孤鸿踏雪 发表于 2011-4-14 14:49:50

温度，时间，装炉量都是正的作用
proteam 发表于 2011-4-14 00:35 http://www.rclbbs.com/images/common/back.gif


    说具体点：渗氮层深度与装炉量什么关系？

孤鸿踏雪 发表于 2011-4-14 14:52:09

回复孤鸿踏雪
氨分解率是渗氮过程的重要控制参数，氨分解率越低表示炉内氮原子向工件渗入的能力越强，反 ...
ccxxmm 发表于 2011-4-14 14:11 http://www.rclbbs.com/images/common/back.gif


    能否将“氨分解率越低表示炉内氮原子向工件渗入的能力越强，反之则相反”详细解释一下？

天涯漂泊客 发表于 2011-4-17 16:45:46

本帖最后由 天涯漂泊客 于 2011-4-17 16:48 编辑

回复 3# 孤鸿踏雪

分解率过高，炉气中氮和氢所占的体积大，工件表面吸附大量的氢，妨碍表面对氮的吸收，所以 ，渗氮层减少。但分解率太低，大部分氨来不及分解 ，氮原子少，渗氮速度也会低 。这个问题 杨工好像解释过 但是帖子我忘记了！

313354219 发表于 2011-5-10 19:18:50

我认为渗氮层深度表征N原子向工件内部的扩散的能力。凡是对扩散有影响都会对渗氮层深度产生影响。工件表面、内部的状态，比如说工件表面活化、内部组织都会对N原子扩散有影响。氨分解率大小会影响工件表面N浓度，表面N浓度和次表面形成的浓度差的大小会影响N扩散能力。有一个疑问，随着时间延长渗氮层深度增加越来越缓慢..这是什么原因，难道就是何老说的表面白层增厚导致，如果是控制表面不产生白层，是否渗氮层深度就不会出现越来越慢的现象。还请专家们解释一下可能还有什么原因

archmage 发表于 2011-5-10 19:31:15

这个帖子收藏了。。。 记得有本书上专门讲到了这个问题 具体哪我忘了回头翻到了再把链接帖出来 。。。 影响因素楼上的都有提到但是我觉得和时间关系不大（在时间充分的情况下 再增加时间 深度也不会增加）
主要应高从表面吸附作用和内部扩散能力方面去考虑！

肖彬 发表于 2011-5-10 21:28:56

同一材料，相同的预先处理，层深跟炉压，温度，分解率，基体硬度都有关系。

孤鸿踏雪 发表于 2011-5-11 09:19:35

我认为渗氮层深度表征N原子向工件内部的扩散的能力。凡是对扩散有影响都会对渗氮层深度产生影响。工件表面、 ...
313354219 发表于 2011-5-10 19:18 http://www.rclbbs.com/images/common/back.gif


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