- UID
- 15793
- 精华
- 积分
- 8
- 胶币
- 个
- 胶分
- 点
- 技术指数
- 点
- 阅读权限
- 1
- 在线时间
- 小时
- 注册时间
- 2007-11-28
- 最后登录
- 1970-1-1
|
发表于 2007-12-30 04:23:44
|
显示全部楼层
,离子氮化!激光表面硬化复合处理0 Z$ Z9 A) V4 C K
对钢试样进行常规气体离子渗氮,再利用固体激/ {4 k q! X' j2 f! q! g9 v2 E
光器("#$!:%&''()*+,)对已渗氮钢试样进行照射,经
9 Z. _' |4 W2 S- j5 a. |过这样的复合工艺处理以后,可以适当地调整注入元
# [) j8 k" C2 }! E5 g1 D% u素的分布,改善组织结构,弥补单一表面处理在表面性9 Y' J) O6 _0 R9 e* b
能上的某些缺陷,获得优异的机械性能,从而为材料表
/ B6 G! u) _! ]) c! g面改性开发一个新途径.
# y9 d7 E- i. [7 M5 k-.$/0,12&3钢的复合处理实验6 D0 @1 M8 K8 u$ G
将已离子氮化的$/0,12&3钢试样(见表-),固定
5 o' c1 r* B( }9 E' S& C于透明玻璃瓶中,将瓶子密闭抽真空后再注入保护气
+ i8 \! W7 j1 Z+ _体氮气.试验采用固体激光器("#$!:%&''()*+,),其
]+ y- S4 W( @: o' F' t1 ]3 `- k功率约为456758,对试样进行不同时间长短的照射.- T$ u! }; y! s. v9 ?9 _: G4 g
光斑直径大小可以利用透镜扩束来进行调节.测出经! `! R8 s3 ~9 [3 C* J2 ~* a7 Q
不同时间照射下激光表面相变硬化处理后试样表面硬 x# j, {5 y( a( e
度,再将试件表面磨削后测出磨削后硬度,试验结果见
$ d* S0 i# \& Y9 N( v) J8 l表9.表-已离子氮化的$/0,12&3钢的成分及性能/ N- H4 k; R% X. J# o
材料
) t; {8 w; c* w% t+ K成份(; d0 |4 y# _ y
00,12&32 O+ C' `% ~% i) G
脆性; g. y0 ^7 ^5 ^' `; O/ _
(级)
! W5 \4 y! {2 U# q8 z" D7 ?- o硬度
4 G* i- N% c m(!"#)0 i5 d8 t8 R4 W0 [1 ~2 d
深度
. u m( ]! y, Z(;;)
, W1 v( U- _+ l# P3 J* X ^8 S$/0,12&3钢5 H, W1 v& @2 Y/ i7 \: N, X
5.$46. c0 A) D# G. [ R8 }# Z% l
5.<97 j' p$ i) Y/ @4 U
-.$46
, z$ o5 V" I; M/ n-.74/ T. |0 t# o5 K) f9 q
5.-46 d" J% J( M# `' ]' n6 r( E# B
5.946 D& K6 ]$ ?' G& O+ t+ m
5.=56& o' ^9 S4 W5 Y0 W2 U1 _
-.-5% D$ C" j5 Z, U4 o7 B2 Q; \8 [( E
9<$./5. )
3 p% r6 P6 f* f; R, Q% |9 F! |' W硬度(!"#)
2 b$ R. _4 Z4 D* M/ r0 P' Q% M深度4 J/ D; V5 w$ k- a9 S
(;;)硬度(磨削后). u3 [' T% Q' V# f: {. o) n
(!"#)$ n! L& s/ J- g* {) n2 ]
&@1 J; A- \/ f6 u2 \" u1 ~
A@- d! o* L+ u& W+ Q) j" O3 N6 I
0@
0 r5 @( ] K: j0 b$ o6 Z45675
4 c6 L8 c8 F# _. I4 ?# J8 i" g45675& E: X! ~6 ]/ A
未照射 r6 r8 B4 n& L6 h" _; \
<5- @( L7 b3 v* Y+ j) `
75& p4 M/ d' Y0 J7 T
<$.4
6 `( `" X' G% J<<.9( G& z, i/ M0 \9 {# ^' \+ }
<4) P( I) @& E# n1 e" M2 d
<<
+ K: I+ S/ C. c9 S( ?6 }' h<<.7
& o( Q1 x/ ?/ @% ^<4.9
5 b0 d$ A+ J/ A% e. L<<
3 h7 o) D4 L' i' U0 S- g; L2 _* p: x# Y) P<<.4
7 h+ S+ y) h& Q* z) E<40 V5 c/ ?. Y; W) ~9 L- b, |; O
5.<7# z, E6 s |! g5 i* l& R, Y! ~+ R- ~
5.4/
. i& ]; S- |* D ?9 j7 S2 ]5.7-
# ]: F$ `% j$ i' C& q# Y' R$B.-/ e3 I6 K# j, }" T+ T
$B.$
6 Q! h: @3 `9 S, w" S/ A2 T$B.4. `2 k7 P+ T/ C; T
$B.9
, m5 G4 G5 Z" l& u$B.4
, N' U/ n# w0 L" i8 k$B.7 E& U* r3 f/ m% o, z
$B.9
' k: Q( e% P; b. M$B. 激光表面相变硬化处理后,
8 O) [* U M9 T- N9 }( _% @试样表层的硬化深度为5.7-;;,这明显要比离子氮化 v# j' x/ E5 B" c3 J
处理试样的深度5.<7;;大了很多.这也肯定了离子
6 {+ I5 x7 F( D9 G氮化!激光表面相变硬化处理这一复合工艺的实用" p+ N$ O+ D# c4 E
性.此外,试样经磨削后由其硬度可知,试样芯部仍保# B% S2 v) M. `
持原有的韧性和其它机械性能.
! g5 v) g8 P, S* q二,激光表面气体渗氮
6 `. K" y+ v/ W; U3 J-.$/0,12&3钢的激光渗氮实验1 L' H# u. X2 c Q1 ^7 B$ J, n
79机械工艺师9555.-9
, \& a8 O3 `" P9 X& I1 g4 G万方数据
1 Z0 j% K4 b6 U4 J" g) u在进行激光表面渗氮实验中,采用氨气作为渗氮
* p/ B7 X0 Q& Q& Q" J+ Q气氛,在实验过程中,发生如下的化学反应:
+ e0 w' Y! `1 T- Z) k!"% u7 F1 d( T7 c+ i
#
+ Y2 N" k6 [$ s! j!#"$[!]%&$!", M5 A0 F' \" R
#9 t+ v( ~! V' a3 d" i( y
!"%!$"
' Z% Q# P( c Z6 |''* |- c1 T& x) {0 o' U9 k8 y8 A
&"%!!"$[%]$[!]
u9 g H% ^3 @8 E. l/ J. j- o3 B& @* T其中,氮的离子会和工件中的铁等结合形成氮化- w0 o$ w4 `. u! n! u4 V# L
铁等化合物,氢对工件表面有净化作用,如再添加少量
9 s" Z# O& \% |& @; n! Q5 [丙烷就可以达到改善化合物层的机械性能的目的.
1 V O' J( ^. e' Z2 n. `将未经离子氮化的#(%)*+,-钢试样固定于玻璃2 _. e q7 x3 E9 Z* m( A0 p
瓶中,将浓氨水倒入玻璃瓶内,经摇晃使其挥发出氨气
9 C _ A+ Y2 Z8 z, }+ v1 ?: e {( b7 R充满瓶子后密闭之,采用固体激光器(!.#$:/,08 n0 h/ ?3 u8 A- ^- ?2 X- n1 r+ k
1234))对瓶中试样进行长时间照射,进行激光气体渗% h; w- R2 J' L: s. w
氮.实验参数如表#所示.
2 z2 }4 G" r2 S6 `. b表#激光表面氮化实验参数1 ^3 w1 z5 @2 h$ S7 t: u
电流(,)电压(5)
6 z2 X. A/ N8 m( r输出功率
8 [ ~) P6 _- A5 y+ A' O(6)- C6 }/ |( o. R% s7 t6 \
照射时间3 d7 x( w/ {& Y V) p- s
(7)$ `! e3 e; [( o
硬度9 E, C/ a0 D1 z5 h
(!"#)
1 P, d. P) F _" Z9 j$ T氮化层深度) w: W# ^/ H+ \3 u/ X/ b
(88)
b: G. B1 {/ N9:9;< = :#=@:>=@<
8 F. b: u6 Y/ ~6 o0 Z''@实验结果及分析4 i$ R0 e% p3 X2 ]& \+ w9 q
激光气体渗氮实验结果的数据见表:.% Z, E+ @2 S. q. n$ L7 I, i/ |+ T) @
表:激光表面渗氮的实验结果数据
8 i4 G! X9 U0 K8 M氮化时间(7)9@''@=#>: ;>(
$ T+ z" Z5 n. \6 Z深度(88)=@''>=@#=@#>=@:=@:>=@<=@=@
* ?$ @6 k: C6 I5 i4 j# S9 }由离子渗氮实验可知,为了达到=@: 88的硬化
% f( |" F1 V* v3 e8 L5 B2 R' F- a深度,一般需要9 >''=7,而激光表面氮化仅需 7& l o5 @+ u7 S" X( `1 \4 q& J! u
即可把硬化深度增大到=@:>=@<88.由此可见,为获
! F1 O- r7 w* `7 [/ {# v得所需的硬化深度,对钢试样进行激光表面氮化处理
" V' a8 @; H0 K' Z0 e, x的时间远小于离子渗氮的时间,从而在短时间内增加
2 H! h& g8 }1 F! v; o/ {硬化深度.
5 _0 u+ b$ I+ `) h/ Z三,结论
# E! Q7 f( s. c3 u2 _3 F9@离子氮化的#(%)*+,-钢表层有!的!相,氮化, T( V: x4 G" z4 B' k. f
物呈弥散状分布在铁素体中.经过激光表面相变硬化7 I0 v2 P0 l+ S% b. [/ g
处理后,!相消失,注氮层的组织为伸长的胞状结构,
% m, M& q' E/ C( b1 Z1 q, B; z, K与之相邻的铁素体晶粒显著地细化了.离子注氮后的2 `$ i. d0 P5 M
#(%)*+,-钢经激光表面相变硬化处理后,氮原子的分
# g3 H4 \* F ^布发生了较大的变化,首先峰值浓度降低,氮原子向基8 a% k( V- k* G
体深处扩散,其变化特征由上述的热扩散模型描述.
) Q, K1 G& P. ?' R, R3 o2 B离子氮化的#(%)*+,-钢经激光淬火后,其硬度略有增
- t6 u) g& ]4 v3 V大,硬化深度则有显著增加.这表明复合工艺具有互
" O6 E# a1 q+ B! R补性.
* I. _* J( v* O# B+ @1 T3 ]6 P''@对#(%)*+,-钢进行激光表面气体渗氮处理,在
# x8 w3 ]& v( r- A* ?( g+ y- T短时间内可以获得很高的表面硬度.这一工艺是一种
# a3 O& }/ G% T# u! D: K5 f d很有潜力的热处理方法. |
|