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文檔簡介

一、轉子組件結構及技術要求轉子組件材料為25Cr3MoA鋼，如圖1所示，零件除T面及柱塞孔外，整體鍍錫。滲氮深度0.15～0.35mm，柱塞孔用銅塞隔離，滲氮表面硬度≥600HV，中心硬度24～37HRC，按HB5013—1996Ⅳ-ⅡN檢驗。圖1轉子組件結構二、滲氮工藝過程及結果

滲氮處理采用的設備為尼翠斯氣體滲氮爐，滲氮處理前依據生產程序軟件進行各項參數設置（見表1），在（500±5）℃下保溫50min進行強滲，氨分解率為21%，在（530±5）℃下保溫800min進行擴散，氨分解率為79%。

表1

滲氮工藝參數

經此程序滲氮后，對滲層及中心進行金相檢查時發(fā)現存在除索氏體及適量氮化物外，距表面一定距離處存在“黑線”組織（見圖2）。

圖2

氣體滲氮后滲層組織三、分析與討論一般認為，滲氮產生金相組織不合格的原因主要是氣氛氮勢過高、滲氮溫度過高和滲氮前處理時發(fā)生表面脫碳或細化晶粒不夠等。從圖2金相組織可以看出，氣體滲氮后局部存在網狀氮化物及異?！昂诰€”組織，心部組織為索氏體組織，邊緣組織未發(fā)現明顯的脫碳及晶粒粗大現象。對“黑線”組織進行電鏡及能譜分析，如圖3所示。電鏡圖片顯示，黑線為凸起物，應為與基體不同的物質，能譜線掃描顯示，凸起部位含氮高于基體。

圖3

對“黑線”組織進行能譜線掃描由圖3可以看出，“黑線”組織可以認定為其為波紋狀氮化物。滲層中產生網狀或波紋狀氮化物的原因有，滲氮溫度過高、液氨含水量大、晶粒粗大、制件有尖角銳邊、氣氛氮勢過高及表面脫碳嚴重等。依據以上原因對設備及使用氨氣進行檢查，設備質量流量計、爐溫均勻性均未發(fā)現異常，更換瓶裝氨氣后仍發(fā)現波紋狀氮化物存在。且從圖2可以看出，制件滲氮層組織未發(fā)現明顯的脫碳及晶粒粗大現象。同時，因車間供氣條件改變，在實際生產過程中使用液氮轉化的氮氣，因此懷疑氣體滲氮使用的氮氣，由液氮氣化并流轉至氮氣包后，在通往滲氮爐過程中存在異常，需進一步進行試驗驗證。四、試驗驗證在氣體滲氮程序未更改的前提下，僅對使用的氮氣進行更改，用高純氮（99.999%）作為排氣及淬火冷卻介質后發(fā)現，滲氮層未發(fā)現波紋狀氮化物，滲層組織得到顯著改善（見圖4）。

圖4氣體滲氮后滲層組織及心部組織（高純氮）

為證實氣體滲氮過程中氮氣對組織的影響，在氣體滲氮程序未更改的條件下，僅對使用的氮氣進行更改，用純氮（99.99%）作為淬火冷卻介質后發(fā)現，滲氮層局部存在斷續(xù)的“黑線”組織，滲層組織有一定的改善（見圖5）。

圖5氣體滲氮后滲層組織及心部組織（普氮）五、結論與建議氣體滲氮后在滲層位置發(fā)現的“黑線”組織屬于波紋狀氮化物，在實際生產過程中使用液氮轉化的氮氣作為輔助用氣時，需排查

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