Какова технологическая схема вакуумного азотирования?

Процесс вакуумного азотирования
В отличие от газового азотирования, при вакуумном азотировании не используются одностадийные, двухэтапные и трехстадийные методы традиционного газового аммиакирования. Вместо этого для азотирующей обработки используется импульсное азотирование. Вакуумная обработка приводит к меньшему окислению, дегазации и обезжириванию, но давление воздуха слишком низкое, а содержание NH3 мало, что не может обеспечить достаточное количество активных атомов азота, необходимых для азотирования, давление воздуха слишком велико, и значение вакуума; лечение потеряно. При вакуумно-импульсном азотировании используются преимущества как вакуумной обработки, так и газового азотирования, что позволяет заготовке получить хорошие характеристики азотирования. Конкретный метод заключается в следующем: сначала вакуумируйте печь до вакуума 0,1 Па, затем нагрейте заготовку до температуры азотирования (обычно 520–560 ℃) и держите ее в тепле в течение 30–60 минут (в зависимости от мощности печи), чтобы равномерно нагрейте заготовку и очистите поверхность, затем заправьте NH3 до давления 50–70 кПа, выдержите 2–5 минут, затем запустите вакуумный насос, быстро откачайте N2, H2 и остаточный NH3 из печи, откачайте NH3. газа и уменьшите давление до 5–10 кПа, а затем заправьте NH3 до 50–70 кПа и повторите «накачивание-накачивание» несколько раз, пока глубина азотированного слоя не будет соответствовать требованиям использования. Наконец, температура в печи снижается до 200 ℃ и выпускается.
Факторы, влияющие на эффективность азотирования
Факторы, влияющие на вакуумно-импульсное азотирование, включают: начальную степень вакуума, температуру аммиака, время азотирования, интервал импульсов, давление в печи, скорость потока газообразного аммиака и метод охлаждения.
Начальная степень вакуума
Первоначальный вакуум предназначен для очистки поверхности детали и удаления оксидов, жиров и адсорбированных газов на поверхности детали. Возможно, не потребуется накачивать вакуум до 0,1 Па. В справочной литературе считается, что при нагревании до 1,33 Па и выше 500°С Fe2O3 и FeO на поверхности стали преобразуются в метастабильные оксиды и испаряются, а затем удаляются другие газы и примеси (например, чистящие средства), адсорбированные на поверхности стали. стальная поверхность будет удалена и т. д.) также десорбируется и выгружается из печи.
Метод охлаждения
Метод охлаждения в основном относится к газовому азотированию, которое охлаждается до 200°C в печи, а затем охлаждается воздухом из печи. Что касается печи с температурой 200°C, то она предназначена для предотвращения окисления азотированных деталей из-за высокой температуры.
При изучении влияния параметров процесса вакуумного азотирования на производительность слоя азотирования Q235 анализ ортогональных испытаний показал, что интервал импульсов не оказывает существенного влияния на производительность слоя азотирования.
Время азотирования
Температура азотирования и время азотирования являются двумя основными параметрами, которые оказывают существенное влияние на глубину азотирования и твердость поверхности. Влияние температуры азотирования и времени азотирования на толщину азотирования газа 38CrMoAl: при одинаковом времени азотирования, чем выше температура азотирования, тем больше глубина азотирующего слоя. При той же температуре азотирования глубина азотирующего слоя продолжает увеличиваться с увеличением времени азотирования. На ранней стадии азотирования глубина азотирующего слоя увеличивается быстро, а на более поздней стадии глубина увеличивается медленно. Экономия азотирования ухудшается, а также может привести к росту и укрупнению слоя компаунда, снижению твердости. и снизить сопротивление, коррозионную стойкость и усталостную прочность.
Температура азотирования
Влияние температуры и времени азотирования на поверхностную твердость поверхности, аммонизированной газом 38CrMoA1: при температуре азотирования не ниже 500°C по мере увеличения времени азотирования твердость поверхности увеличивается, а затем поверхностная твердость достигает максимального значения, и затем по мере увеличения времени азотирования твердость поверхности увеличивается. По мере дальнейшего увеличения времени азотирования твердость поверхности уменьшается. При различных температурах, чем выше температура, тем короче время достижения максимальной поверхностной твердости, но тем больше снижение поверхностной твердости после этого. Исследования также показывают, что увеличение температуры проникновения мало влияет на пиковое значение поверхностной твердости. Но когда температура азотирования составляет 600°C, ее пиковое значение намного ниже, чем пиковое значение других температур проникновения аммиака.
Увеличение давления в печи может сократить время азотирования, а снижение давления в печи может продлить время азотирования. Более того, в диапазоне низких давлений, когда положительное давление превышает 53 кПа, изменения давления в печи не оказывают очевидного влияния на время азотирования. , а когда оно меньше 27 кПа, время азотирования будет больше. Скорость азота резко падает.
Расход газообразного аммиака является одним из основных параметров, влияющих на свойства азотированного слоя. Исследования показали, что с увеличением расхода аммиака увеличивается твердость азотирования и глубина проникновения аммиака. Исследование также показало, что последовательность расхода аммиака оказывает решающее влияние на образование белого блестящего слоя, а также на хрупкость и прочность белого блестящего слоя. Скорость потока аммиака сначала высокая, а затем низкая, что помогает получить белый блестящий слой с хорошей прочностью, а также помогает получить азотированный слой без белого блестящего слоя.

Вакуумная печь для азотирования