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Q235NH耐候钢板渗氮热处理后寿命成倍提高

2019-11-7 9:17:37字体:
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  Q235NH耐候钢板热处理中的渗氮是指在一定温度下使活性氮原子渗入到零件表面的一种化学热处理,即氮原子渗入钢件表面层的过程,它改变了零件表面的组织结构和性能,成为一种复合的材料,与普通的材料相比,零件的表面和心部的组织状态和性能发生了很大的变化。

  渗氮零件在机械工业、石油工业、国防工业等领域应用十分广泛,与渗碳、中温碳氮共渗相比,由于加热温度比较低(通常为500~570℃),不需要进行加热后的淬火处理,因此具有零件的变形小,表面有更高的硬度和耐磨性,疲劳强度高,同时又具有高的抗腐蚀性和热硬性等特点,机床主轴和丝杠、樘杆、挤压模具、齿轮、发动机曲轴和连杆等零件经过渗氮处理后使用寿命成倍提高。

  零件渗氮后具有许多优点。由于渗氮改变了零件表面的组织状态,使Q235NH耐候钢板在静载荷和交变应力下的强度性能、摩擦性、成形性及腐蚀性得到提高。因此可归纳渗氮的目的是提高Q235NH耐候钢零件的表面硬度、耐磨性、疲劳强度和抗腐蚀能力。该工艺普遍应用于各种精密的高速传动齿轮、高精度机床主轴和丝杠、镗杆等重载零件,在交变负荷下工作要求高疲劳强度的柴油机曲轴、内燃机曲轴、汽缸套、套环、螺杆等,要求变形小并具有一定抗热耐热能力的气阀(气门),凸轮、成型模具和部分量具等。氮化和渗碳一样,都是以强化零件表面为主的化学热处理,经氮化处理后的工件具有以下特点。

  ①钢件经渗氮后,其表面硬度很高(如38CrMoAl渗氮后表面硬度为1000~1100HV,相当于65~72HRC)具有良好的耐磨性,这种性能可保持在600℃左右而不下降。这对于要求在较高温度下仍要高硬度的零件和特别耐磨的工件,如压铸模、塑料模具、塑料挤出机上的螺杆及磨床砂轮架主轴等是很合适的。

  ②具有高的疲劳强度和抗腐蚀性。在自来水、过热蒸汽以及碱性溶液中都有良好的抗腐蚀性,与其他表面处理相比,氮化后的工件表面的残余应力形成更大的压应力,在交变负荷作用下,表现出更高的疲劳强度(提高15%~35%)和缺口敏感性,工件表面不易咬和,经久耐用。如机床主轴、内燃机曲轴等。

  ③渗氮处理的温度较低(450~600℃),所引起的零件的变形极小,氮化后渗层直接获得高硬度,避免了淬火引起的变形,这对于要求硬度高、变形小、形状复杂的精密零件(如精密齿轮,渗氮后不需磨齿)、汽车发动机气门、镗杆等,适合做最终热处理。

  q235nh耐候钢板钢件渗氮的不足如下

  ①生产周期太长,渗速太慢(一般渗氮速度为0. 01mm/h)。

  ②生产效率低,劳动条件差。

  ③氮化层薄而脆,渗氮件不能承受太大的压力和冲击力。

  为了克服渗氮时间长的不足,进一步提高产品质量和生产效率,人们又研究了多种氮化方法,如离子渗氮、感应加热气体渗氮、镀钛渗氮、催渗渗氮等在不同程度上提高了效率,降低了生产成本,同时也为渗氮技术的进一步推广和应用提供了保证,目前该项技术正日益发挥出巨大的作用。

  根据零件使用条件和目的不同,渗氮分为两类:抗磨渗氮和抗蚀渗氮。前一类零件可获得高硬度、疲劳强度和耐磨性好,后一种主要提高零件的耐腐蚀性,二者各有侧重。

  常见的工艺方法有气体渗氮、液体渗氮、固体渗氮、离子渗氮、镀钛渗氮、催渗渗氮等,凡经渗氮的零件需经过调质处理或正火处理,以确保基体的强度和韧性。

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