电工纯铁的氧氮碳共渗及后期氧化处理

采用正交试验法研究了电工纯铁氧氮碳共渗处理的工艺因素对耐磨性和抗大气腐蚀性的影响。试验结果表明添加氧化气及进行后期氧化盐浴处理均有利于耐磨性和抗蚀性能的提高。

离子氮碳氧三元共渗对45钢耐蚀耐磨性能的影响与机理研究

研究选择45钢为原材料,分别采用绿色环保离子氮碳氧三元共渗技术(Plasma oxynitrocarburising,PNCO)和传统淬火-抛光-淬火技术(Quench-polish-quench,QPQ)进行表面改性,并利用SEM,XRD,摩擦磨损试验机,浸泡腐蚀实验对比分析2种方法的改性效果,包括截面显微组织、表面形貌、物相、耐磨性和耐蚀性。结果表明,PNCO处理后,获得了与QPQ处理相同的多层次渗层结构,由表层1~2μm氧化膜及次表层化合物层和有效硬化层构成,且PNCO处理后表面氧化膜成纳米结构,化合物层比QPQ更加致密。同时,PNCO处理后,磨损率和腐蚀失重率分别为1.39 mg/(N·m)和0.39%,耐磨耐蚀性均略优于QPQ,为研究绿色高效高性能表面改性技术提供了可行的研究方向。

42CrMo钢离子氮碳氧多元共渗及动力学分析

以42CrMo钢为材料,通过在离子氮碳共渗过程中添加空气进行离子氮碳氧多元共渗。采用扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计对渗层形貌、渗层厚度、渗层物相和截面硬度进行分析。研究结果表明,在传统离子氮碳共渗过程中添加适量的空气具有显著的催渗效果,且以空气流量为0.3 L/min的效果最佳,截面硬度也得到大幅度提高。离子氮碳氧多元共渗中氮原子的扩散激活能从传统离子氮碳共渗的56.12 k J/mol降低到25.27 k J/mol。同时,对离子氮碳氧多元共渗的机理进行了分析。

2Cr13钢氮碳氧硫变温离子共渗工艺及性能研究

从温度、时间、氨气流量和混合气(乙醇和二硫化碳混合液)流量方面研究2Cr13不锈钢氮碳氧硫变温离子共渗工艺,寻找最优的共渗参数,并与常规离子渗氮和变温离子渗氮相比较。利用显微硬度计、金相显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站对试样进行分析。结果表明:2Cr13钢经535℃变温共渗8 h,氨气流量1.5 L/min,混合气流量0.25 L/min变温离子共渗处理,表面硬度达到硬化要求,共渗层厚度0.28 mm,梯度平缓;共渗层中微量的Fe3O4可降低摩擦系数,FeS具有储油减磨的特性,使工件耐磨性更好;另外,其耐腐蚀性略低于常规离子渗氮。

用空气和汽油进行离子氮碳氧多元共渗

研究了40Cr钢空气/汽油离子氮碳氧多元共渗工艺,利用光学显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪和扫描电镜分析了渗层组织、表面硬度、相组成和截面形貌,讨论了空气和汽油的比率对渗层组织、相组成及显微硬度分布的影响。试验结果表明,40Cr钢空气/汽油离子氮碳氧多元共渗是可行的;离子氮碳氧多元共渗的渗层硬度和厚度随着汽油/空气比例的增加而增加,试样表面的相组成随着气氛的变化而变化,并且氧能促进共渗。

N80钢表面碳、氮、氧、铬共渗层的组织和耐腐蚀性能

采用低温气体多元共渗技术在N80钢表面制备了碳、氮、氧、铬共渗层,采用SEM、EDS等分析了渗层形貌、厚度及共渗元素的分布;采用XRD测定了共渗层的相组成;在饱和CO_2模拟油田介质中测试了共渗层的极化曲线与渗层的腐蚀速率。结果表明:渗层厚约70μm,由靠近基体含有大量Cr-O相约40μm厚的氧化物层、紧邻氧化物层含有ε、γ′相约15μm厚的氮化物层及最外层的铁氧化物层组成;碳、氮、氧、铬共渗层自腐蚀电位比基体正移320 mV,在饱和CO_2模拟油田介质中腐蚀速率仅为基体的1/3。

高速钢圆拉刀氮碳硫氧共渗

研究了连杆圆拉刀的氮碳硫氧共渗与去氢处理工艺，以及渗层组织结构、渗层深度、性能、渗层含氮量与拉刀寿命的关系。生产应用表明，该工艺提高拉刀耐用度一倍以上。

乙醇在空气/乙醇离子氮碳氧多元共渗中的作用

研究了40Cr钢在空气/乙醇离子氮碳氧多元共渗过程中乙醇对化合物层厚度的影响。利用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计对化合物层的微观组织结构和显微硬度进行了分析。试验结果表明:在空气/乙醇离子氮碳氧多元共渗中,随着乙醇流量的增加,化合层厚度先增加再减少,最表面硬度先增加再减少,过量的碳抑制ε相的生成。

碳氮氧硫硼共渗在抽油泵泵筒制造中的应用

为了探索适合抽油泵泵筒的热处理工艺 ,着重对碳氮氧硫硼多元共渗工艺进行了探讨。试验工艺用电炉采用真空脉冲氮化炉 ,分别从上、中、下三处同时充氨气 ,并同时从上部滴注液体 ,成分包括 :稀土、甲酰胺、硫尿、三氧化二硼、乙醇。现场试验表明 ,经多元共渗后的抽油泵泵筒表面硬度大幅度提高 ,表面硬度梯度比其他处理方式更合理 ,耐磨性能明显改善 ,抽油泵的使用寿命得到延长 ,比普通泵平均提高 11%。

空气-乙炔碳氮氧离子多元共渗工艺研究

用空气-乙炔混合气体作为气源,对40Cr钢进行了离子碳氮氧多元共渗;用光学金相显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计,对渗层形貌、物相和显微硬度进行了分析检测。结果表明:乙炔浓度是影响性能的关键因素,它对硬度、物相起着决定性的作用。与常规离子渗氮相比,以空气-乙炔混合气体作为气源的碳氮氧离子多元共渗工艺操作简便,成本低廉。

AISI440C钢氧-氮-碳三元共渗渗层显微组织与硬度研究

以空气、丙烷、氨气等作为气源,利用低温气体多元共渗技术在AISI4400C钢表面进行低温气体氧-氮-碳三元共渗处理,以提高其表面硬度。借助光学金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和扫描电镜,对渗层形貌、物相、显微硬度梯度变化趋势以及元素分布进行检测分析。结果表明,在基材表面共渗层形成了厚且均匀致密的化合物层,该化合物层以氮化物、碳化物和氧化物为主;三元共渗过程中氧的加入可促进化合物层的形成,缩短共渗时间,获得的三元共渗层表面硬度最高可达1170 HV。

空气与C3H8含量对气体氧-氮-碳三元共渗化合物层结构的影响

以NH3、空气、C3H8与N2混合气体作为气源,采用两段式气体氧-氮-碳三元共渗方法,在580℃加热2 h,随后降温至540℃继续加热1.5 h,实现对S20C钢的表面强化。保持通入气体总流量、空气与C3H8添加比例不变,改变空气与C3H8的总含量,研究不同气氛组成处理后S20C钢表面渗层的厚度、形貌以及相结构变化趋势。结果表明,经过处理后的样品表面形成了具有良好耐摩擦、耐腐蚀性能的亮白色化合物层,该化合物层具有单一ε-Fe2-3(N,C)物相,其厚度随空气与C3H8的总含量的增加而增大。

38CrMoAl钢循环等离子氮碳氧硫共渗工艺的研究

对38CrMoA l钢进行了常规等离子渗氮、循环等离子渗氮以及循环等离子氮碳氧硫共渗处理,研究这几种工艺对表面硬度、渗层组织、硬度梯度的影响。结果表明:循环等离子氮碳氧硫共渗有利于形成共渗元素进一步扩散的通道,加速共渗元素的渗入;综合表面硬度和渗层厚度,循环等离子氮碳氧硫共渗工艺明显优于常规等离子渗氮和循环等离子渗氮。

激光淬火预处理对40Cr钢离子碳氮氧硫共渗层组织与性能的影响

通过观察金相组织、测量表面硬度和渗层深度、检测耐蚀性等方法,研究了激光淬火预处理对40Cr钢离子碳氮氧硫共渗层组织和性能的影响。结果表明,激光淬火预处理缩短了离子碳氮氧硫共渗的时间,降低了共渗的温度。激光淬火预处理可提高共渗工件表面硬度及渗层深度,经激光淬火/离子多元共渗处理后,40Cr钢表面的ε-Fe2-3N相和FeS含量增多,Fe3C含量减少,可明显地改善其耐蚀性。

氧在热处理中的利与弊

本文列举了蒸汽处理、高速钢工具氧氮化处理和氧碳氮共渗工艺、表层组织和结构,以及对使用性能的影响。在软氮化和氮化时添加适量的氧能加速化学热处理过程。

喷砂预处理与离子氮碳氧硫复合工艺

按照不同共渗工艺参数,分别对38CrMoAl钢试样进行喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合处理和离子氮碳氧硫共渗处理。结果表明,喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合工艺有利于缩短共渗时间和降低共渗温度;在相同的共渗介质与共渗参数下,喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合处理的表面硬度可达913 HV0.2,渗层厚度大约为0.33 mm,比离子氮碳氧硫共渗分别增加了35%和43%;经喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合处理后耐腐蚀性增加。