球墨铸铁进行软氮化的注意事项

发布日期:2020-01-17

 

球墨铸铁进行氮化后可以提高铸件的抗疲劳强度,然而球墨铸铁使用气体软氨化有很多注意事项。下面让大型铸件铸造厂河南省化工机械制造有限公司给您讲解 下吧

、球墨铸铁需要控制好温度。

球墨铸铁软氨化的温度不易高于580,也不能过低。温度过高,虽然使化合物层显著增厚,但化合物层会出现分层现象,外层具有较严重的、硬度很低的疏松层,此外考虑到工件的变形、珠光体的分解以及在相变点以上温度氮化会形成含氮的马氏体组织,增加脆胜等问题,氮化温度不宜高于580.温度过低直接影响球铁表面吸收氮原子和氮原子向内扩散的能力,渗层中的含氮化合物层达不到设计的厚度,显微镜下的白亮层有时就看不清,因此渗层薄、硬度低,球墨铸铁因其CSi元素的含量高,对氮起阻碍作用,所以认为低于540温度的氮化处理无法满足曲轴制造的技术要求。在接近此共析温度时,Fe相对氮具有 大的溶解度,有利于氮的吸收,所以氮化 合适的温度为570左右。根据试验表明, 适宜的温度是5705,此时,氮化的曲轴满足内燃机曲轴技术条件的要求。

 

  气体软氮化法又分为:(1)吸热型气体与氨气的软氮化法;(2)通氨滴醇软氮化法;(3)尿素气体软氮化法;(4)滴注式气体软氮化法。从曲轴氮化不同介质的使用效果看,采用氨+乙醇作为氮化介质具有设备简单、介质来源和工艺调控方便、操作容易、氮化层硬度和厚度也较好等优点。氨和乙醇的供给量为了获得所期望的化合物层和扩散层,提高氮化质量,炉内气氛应具有足够的活性以及与之相平衡的氮、碳活度。

 

  氮化后的冷却方法不同冷却介质对氮化球铁曲轴的硬度、耐磨性影响不大,而对疲劳强度有很大影响。对于曲轴类承受交变载荷的工件 般采用油冷、水冷、空气冷却,油冷曲轴疲劳强度提高80%,而气冷仅提高30%.增大冷却速度有利于进 步提高疲劳强度,但也带来较大的弯曲变形,以及高温下曲轴表面氧化现象较重,因此,为了使曲轴获得较高的疲劳强度又兼顾到小的弯曲变形,氮化后的冷却采用油冷方式较为适宜。

 

  工艺与操作根据选定的工艺参数,工艺操作如下:(1)将曲轴采用煤油擦洗干净后,竖立放置于吊蓝上;(2)氮化炉清洗干净,空炉升温至氮化温度,曲轴入炉后密封炉盖,打开排气孔,使用大滴量乙醇排气,防止工件被氧化;(3)通入氨气并按照工艺要求调节氨量和乙醇滴数,调节排气量,使炉压处于300350Pa范围内。各参数调节完成后,待炉温达到氮化温度时开始计算氮化时间;(4)氮化保温完成后,断开电源,停止供应氨气并加大乙醇滴人量15min左右以便将炉内有害气排完烧尽,防止环境污染;(5)曲轴出炉后放入油池中冷却。

 

  软氮化的变形氮化处理的曲轴,其氮化层很薄, 般不留磨量,要求严格控制其变形。曲轴的变形主要以主轴颈的同轴度(主轴颈跳动)变化和轴颈外形尺寸变化来衡量,实践表明,曲轴的尺寸误差和形位误差氮化后较氮化前普遍增大,其中尤以各轴颈的径向尺寸变化较为明显。主轴颈的同轴度变形主轴颈的同轴度变形来自各种加工应力和热处理过程产生的应力。为了减少这种变形, 般采用粗加工后进行消除应力退火处理和氮化处理时采用合适的工装夹具、合适的冷却方法等措施保证氮化质量。对于单杠柴油机,曲轴尺寸小,结构简单,气体软氮化时竖立坐装,虽然连杆轴颈轴线对主轴颈公共轴线的平行度误差比氮化前增大0.0050.01mm,各轴颈及其轴肩平面对主轴颈公共轴线的圆跳动比氮化前增大0.0050.015mm以上。此外可适度压缩氮化前曲轴的位置公差, 般减小0.005mm左右,虽然氮化后 部分曲轴已经接近规定公差的上限但仍在允许的范围内。

因气体软氮化形成坚硬、致密的氮化层使表面石墨类的缺陷影响显著减少,相当于使曲轴表面层、近表面层的原始缺陷减少了,使允许的极限应力得到提高;扩散层中溶解于晶格及界面的氮原子阻碍了铁素体晶格的滑移使屈服点得到提高;氮化层形成压应力体系等原因使气体软氮化曲轴疲劳强度得到大幅度提高。

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