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求助:软氮化表面白亮层深度0.02-0.05表面硬度仅300-420HV0.1

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发表于 2013-11-15 08:27:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 shlcy 于 2013-11-16 11:12 编辑

1.问题描述:(材料是42CrMoA,调质硬度270-320HB; 氮化要求:白亮层要求0.016-0.025、表面硬度>450HV10)井式气体软软氮化表面白亮层深度0.02-0.05,100倍、500倍显微镜观察未见明显疏松层,表面硬度仅300-420HV0.1(载荷100g),压痕未见明显脆性;          逐步抛光试样表面至完全去除白亮层,表面硬度550-610HV1(载荷1000g)2.使用设备:2m3井式气体氮化炉(直径1200、深度2000)
3.氮化工艺:      排气阶段通2m3/h氮气
                   (1) 520°C开始通6m3/h氨气、通0.3m3/h二氧化碳
                             570°C保温6h
                            氨分解率20-30%

                    (2) 520°C开始通4m3/h氨气、通0.2m3/h二氧化碳
                             570°C保温6h
                            氨分解率20-45%

                     (3) 520°C开始通2m3/h氨气、通0.1m3/h二氧化碳
                             570°C保温6h(保温阶段通4m3/h氮气)
                            氨分解率20-60%
                      (4) 570°C开始通2m3/h氨气、通0.1m3/h二氧化碳
                             570°C保温6h(保温阶段通6m3/h氮气)
                            氨分解率60-75%
以上4种工艺依序白亮层由0.04-0.05逐步降为0.02-0.03或者说存在白亮层下降趋势,总渗层在0.3-0.45

                     




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发表于 2013-11-15 08:33:23 | 显示全部楼层
         什么材料?这可是比较难的课题。
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 楼主| 发表于 2013-11-15 09:01:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 shlcy 于 2013-11-15 09:41 编辑
孤鸿踏雪 发表于 2013-11-15 08:33
什么材料?这可是比较难的课题。

疏忽了,很抱歉:材料是42CrMoA,调质硬度270-320HB              氮化要求:白亮层要求0.016-0.025、表面硬度>450HV10

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发表于 2013-11-15 09:16:00 | 显示全部楼层
shlcy 发表于 2013-11-15 09:01
疏忽了,很抱歉:材料是42CrMoA,调质硬度270-320HB

        这个技术要求颇为怪异,楼主提供的四个氮化工艺什么意思,是可以达到表面和次表面硬度吗?
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发表于 2013-11-15 09:16:41 | 显示全部楼层
shlcy 发表于 2013-11-15 09:01
疏忽了,很抱歉:材料是42CrMoA,调质硬度270-320HB

        顾客是否可以提供如此要求的样件?
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发表于 2013-11-15 10:53:02 | 显示全部楼层
42CrMoA材料渗氮的致密白亮层 HV0.1应该在700以上,是不是表面脱氮了,白亮层的致密度下降。

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发表于 2013-11-15 10:59:59 | 显示全部楼层
成都QPQ 发表于 2013-11-15 10:53
42CrMoA材料渗氮的致密白亮层 HV0.1应该在700以上,是不是表面脱氮了,白亮层的致密度下降。 ...

请成都先生,再细讲一下脱氮问题。
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 楼主| 发表于 2013-11-15 11:54:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 shlcy 于 2013-11-15 11:58 编辑
成都QPQ 发表于 2013-11-15 10:53
42CrMoA材料渗氮的致密白亮层 HV0.1应该在700以上,是不是表面脱氮了,白亮层的致密度下降。 ...

我发一张白亮层图片
360桌面截图20131115115735.jpg
IMG_3502.PNG
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发表于 2013-11-15 13:13:56 | 显示全部楼层
shlcy 发表于 2013-11-15 11:54
我发一张白亮层图片

这些图片做得太不清楚,也未见白亮层厚度的标注
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 楼主| 发表于 2013-11-15 13:39:38 | 显示全部楼层
孤鸿踏雪 发表于 2013-11-15 13:13
这些图片做得太不清楚,也未见白亮层厚度的标注

这是100倍率图片,白亮层在0.03-0.04以上
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发表于 2013-11-15 15:38:29 | 显示全部楼层
shlcy 发表于 2013-11-15 13:39
这是100倍率图片,白亮层在0.03-0.04以上

你提供的四个工艺是什么意思?
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 楼主| 发表于 2013-11-15 16:00:43 | 显示全部楼层
孤鸿踏雪 发表于 2013-11-15 15:38
你提供的四个工艺是什么意思?

按氨分解率由低到高做的4种工艺试验
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发表于 2013-11-15 16:32:49 | 显示全部楼层
shlcy 发表于 2013-11-15 16:00
按氨分解率由低到高做的4种工艺试验

这四个工艺试验结果如何?
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 楼主| 发表于 2013-11-15 17:37:44 | 显示全部楼层
孤鸿踏雪 发表于 2013-11-15 16:32
这四个工艺试验结果如何?

4种工艺依序白亮层由0.04-0.05逐步降为0.02-0.03或者说存在白亮层下降趋势,疏松级别1-2逐步到2-3,表面硬度没有明显变化,还是低!
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发表于 2013-11-15 17:41:02 | 显示全部楼层
shlcy 发表于 2013-11-15 17:37
4种工艺依序白亮层由0.04-0.05逐步降为0.02-0.03或者说存在白亮层下降趋势,疏松级别1-2逐步到2-3,表面 ...

技术要求就是要表面硬度低噻!
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 楼主| 发表于 2013-11-15 17:46:11 | 显示全部楼层
孤鸿踏雪 发表于 2013-11-15 17:41
技术要求就是要表面硬度低噻!

产品正常抛光后尺寸负0.06,基本上把白亮层都抛掉了。
而且抛光工反映,氮化后甚至比氮化前更容易抛(氮化前也是进行抛光的,但一般负0.01,没有负这么多的!)
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发表于 2013-11-16 08:05:39 | 显示全部楼层
shlcy 发表于 2013-11-15 17:46
产品正常抛光后尺寸负0.06,基本上把白亮层都抛掉了。
而且抛光工反映,氮化后甚至比氮化前更容易抛(氮化 ...

        那你的意思是,现在的问题是白亮层浅了?
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 楼主| 发表于 2013-11-16 08:53:58 | 显示全部楼层
孤鸿踏雪 发表于 2013-11-16 08:05
那你的意思是,现在的问题是白亮层浅了?

现在的主要问题是:
1.白亮层深度“太深”,达到0.04-0.05
2.白亮层“太软”,最后正常抛光工序几乎全部抛掉了,不符合成品最低要求0.016
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发表于 2013-11-16 10:03:02 | 显示全部楼层
shlcy 发表于 2013-11-16 08:53
现在的主要问题是:
1.白亮层深度“太深”,达到0.04-0.05
2.白亮层“太软”,最后正常抛光工序几乎全部 ...

        根据你在主题和跟帖中提供的信息资料,发现的问题:

        1. 你的炉膛容积是2m³,通氨量是6m³/h,而二氧化碳通入量为0.6m³/h,这样算下来,二氧化碳占到总气量的9.1%,这个比例太大,这是白亮层厚度太厚的一个原因;
        2. 其次,如果白亮层太厚,可以在炉温达到工艺设定温度后延时通入CO2,通入CO2的具体时间可通过试验检测确定;
        3. 建议:二氧化碳流量控制在0.18~0.32m³/h,工艺温度降低至560~565°C。
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 楼主| 发表于 2013-11-16 10:40:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 shlcy 于 2013-11-16 10:42 编辑
孤鸿踏雪 发表于 2013-11-16 10:03
根据你在主题和跟帖中提供的信息资料,发现的问题:

        1. 你的炉膛容积是2m³,通氨量是6 ...
谢谢杨工的回复!
1.针对白亮层厚度1、2两条分析完全有道理,我前几天试验已经使用,效果不明显(白亮层仍在0.03-0.04)。
2.二氧化碳流量控制在0.18~0.32,表面硬度怀疑难以 提高。3.工艺温度降低至560~565°C也在试验中。


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发表于 2013-11-16 10:48:42 | 显示全部楼层
         你的表面硬度不是要求很低(300-420HV0.1)吗?

        退一步说,即使表面硬度要求在550-610HV1,这个配气比例也不会影响到表面硬度
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 楼主| 发表于 2013-11-16 10:59:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 shlcy 于 2013-11-16 11:01 编辑
孤鸿踏雪 发表于 2013-11-16 10:48
你的表面硬度不是要求很低(300-420HV0.1)吗?

        退一步说,即使表面硬度要求在550-610HV ...

300-420HV0.1是目前表面白亮层硬度,实际表面硬度要求在450HV10。
某主机厂配气比例如下:
气体比例.jpg
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发表于 2013-11-16 11:02:36 | 显示全部楼层
shlcy 发表于 2013-11-16 10:59
300-420HV0.1是目前表面白亮层硬度,实际表面硬度要求在450HV10。
某主机厂配气比例如下:
...

          使用氨气+二氧化碳的氮碳共渗剂,二氧化碳所占比例3~5%
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发表于 2013-11-16 11:04:16 | 显示全部楼层
shlcy 发表于 2013-11-16 10:59
300-420HV0.1是目前表面白亮层硬度,实际表面硬度要求在450HV10。
某主机厂配气比例如下:
...

        你提供这些气体配气比例,我没有使用过,也未见有关科技文献报道
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 楼主| 发表于 2013-11-16 11:10:22 | 显示全部楼层
孤鸿踏雪 发表于 2013-11-16 11:04
你提供这些气体配气比例,我没有使用过,也未见有关科技文献报道

这是主机厂同类产品爱协林多用炉氮化气体配气比例。
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 楼主| 发表于 2013-11-16 11:15:47 | 显示全部楼层
孤鸿踏雪 发表于 2013-11-16 11:02
使用氨气+二氧化碳的氮碳共渗剂,二氧化碳所占比例3~5%

是的,我试验初期使用氨气+二氧化碳的氮碳共渗剂比例也是如此(抱歉,1楼有误,已重新编辑修改),只是分解率太低,所以后期试验进行了通氮气。
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发表于 2013-11-16 11:23:21 | 显示全部楼层
shlcy 发表于 2013-11-16 10:59
300-420HV0.1是目前表面白亮层硬度,实际表面硬度要求在450HV10。
某主机厂配气比例如下:
...

几种常见的氮碳共渗剂
图片1.png
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