液体软氮化药物的合理补充.pdf

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第4期
例
液体软氮化药物的合理补充
合肥柴油机厂唐绍珍汪明帒
目前我厂生产的低压阀门杆是由35钢棒
料加工.而成的。为了满足抗腐蚀、抗磨拐及抗
疲劳的要求,采用了以尿素为主的液体软氮
化,使其外表丽有致密的碳氮化合物(即ε
相),内表面为含氮的溶体。白沏
门ー一厂液体软氮化化学药配方为:(G%
(NH2): CO+30% Na2 Coa +10% K2 Coa:
丽门二厂药物配方为:43%(NI12):CO+30%
Nag Cos+20 go KCI+ 5go KOH 290 Ba Cl?
这两种盐浴氮化使用温度皆为鉄一氮平衡图
共析温度590℃以下的560~S0℃,保温2~3
图135钢氮化层细织经3%酒溶
小时,在这两种熔浴中都是以(NH2)2CO分
液腐蚀500
别与Na2CO3、K2Cls、KC起作用,生成
NACNO或KCON,然后 NACNO或KCNO在
氧化与分解时得到話性元(C)、(N)。在共
折温度以下的50℃左右,碳原子在α鉄中溶
解度低,很快达到饱和,所以碳原子在渗入工
件表面时,先形成许多细小的FeaC质点,
它促使Fe4N和FeaN化合物较快形成。此化
合物昃硬度较高,经安徽省钒秤学研究所验
证,化合物层显微硬度值为HV:5~740。由于
铁一氮共析温度下碳原子扩散速度远比氮原
图235钢碳化层琉松织3%硝酸酒精
子扩歡速度慢得多,因此,实际上仅是氮原子在
溶液腐蚀500X
向内层扩散,生成含氮的α固溶体(扩散层)。在方法,即先洗净后,随工件入炉升温、保温、
液体软氮化中,爃浴的使用温度、工件的保温时出炉、水冷,然后将试棒单独再经300℃左右温
间都在规定的工艺内?襲控制碳、氮原子度回火1へ2小时,化合物层及扩散层深度均能
的含量,才能荻得致密庹好、深度符合技在金相显微皖下淮确地测定出来。经软氮化后
术要求的渗层组织。若磁、氮原子浓度小,氮的35钢的化合物层能达到0.007~0.08m,
化层很浅、化合物层在金中乎见不到,扩散扩散层可达到0.2~0:4m。而这就需要在通
层也很浅(图)。若碳、氮厨子浓度过高,化合宜的氮化温度、氮化时间的控制下以及适宜的
物层(白亮层)较,训有疏松空洞(图2)。装炉量,并保证熔浴中氰酸盐浓度达到35%左
前所用的金试格为10×10×右时,即碳、氮原子具有适当的含量才能达
20mm,磨光后,执行与工件一样的处?到致密度好、深度符合标准的渗层纽织。若
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1989年
炉中熔浴氰酸盐浓度一开始控在35%左右0.65m、盐製1.5m深,每炉工加具计
时,就会发现最初氮化处理的阀杅氮化层深度、150kg,充药每炉按15kg加,其中尿索按
疏松级别基本符合要求。随着处理炉次的增加,70へ80%,Na2CO。与K2CO3各按:0为左右
药液不断损耗,发现按正常工艺配方裕加新加。阀门二厂浴炉包子深1.3m,百径0.5?,
药液出现渗层越来越浅的异常现象,白亮层也盐装到1.m处,每炉工件加吊具约10kg,
相应减少,渐渐地就几乎见不到白亮层了。为每炉补充新药10kg。网门ニ厂荘一段时间宵
了解决阀杆的氮化质量问題,我们分别对阀门补充新药按原比例,白亮层概该,根本
厂和阀门二厂節氮化エ艺作了对比分析。分兄不到,扩散层也很浅。说明熔浴中碳、氮原
析情况如下:
子浓度太低。尿素是碳、氮原子主要来源,现
阀门ー厂开始使用100%新药时,化验了在阀门ニ厂部在出炉后,下炉进妙前改为5よg
氧酸根含量,并测出白亮层厚度。当氰酸根按比例加,再加5kg尿紫,这样每次补充新盐
CNO-为40.61%时,白亮层为0.012mm左时基本上接70~80%加尿素。经过调整后的盐
右,白亮层中夹有黑块空洞。24小时后(即四浴,其氮化层飲质比较稳定,白亮展为0.007
炉阍杆氮化结束后),化验CNOに为37.18%,~0.08mm,扩散层为0.に~0.3mi现在网9
再按正常比例补充5kg新药,CNO-升为『门-厂都是選炉前加退种配料:0jg,随阿
38.4%,测出白亮层为0.0110.015mm,查试样,金相组织完金符合技术要求(图
白亮层仍有黑点,部分连成条状。48小时后,3)。说明这科以尿素为主耍原料的液体软氮
CNO-下降为35.9%。五天后,CNO-为化,在氮化温度,保温鲟间合理情况下,使熔
32.08%。十天后,CNO下降为28.08%。每浴中碳、氮原子含量适巾,就能使氮化层达到
天都是接工艺规定比例泇一次新药,白亮层中所规定的技术要求。
都存在黑点。直至十五天后CNO-下降为23%
(相当于含35%的氯酸盐),此时测得白亮层为
0.007~0.008mm,较致密。在这以后仍按比
例加新药,白亮层只有0.003~0.004mm,后
来甚至看不见白亮层,这样就根本起不到防腐
蚀等作用。所以在每次清理浴包后,下炉次的
3
生产均应在浴包中加1/2旧药、1/2新荮,再经
调,熔浴中CNO~含量才不会出现过高或过
低的现象。而尿素(NH:)2CO是渗剂,熔点
就k
低、易挥发、损耗多,加之工件出炉时又带走
部分药物,所以每炉工件出炉后都要补充新
图335钢氮化层组织、致密度1-2级
药。对于阀门一厂,浴炉包子深1.7m,直径
3%硝酸酒精溶液腐蚀50X