怎样进行气体渗氮操作

来源:金属热处理300问作者:樊东黎

    (1)准备工作

    1)清理渗氮罐,用压缩空气吹去管路中的积水与脏物,确保无漏气及堵塞现象。

    2)检查测温仪表及氨分解率测定仪是否正常。

    3)检查氨气干燥箱,干燥剂应有足够的数量,含水量应<0.2%(质量分数)。

    4)液氨的含水量应<1%(质量分数)。

    5)用汽油、酒精或水溶性清洗剂擦洗工件表面,不许有油污、脏物和锈斑存在。用水溶性清洗剂擦洗过的工件应用清水漂洗干净、烘干。检查工件有无划痕、碰伤及变形等缺陷。

    6)不锈钢工件应作喷砂或磷化处理,可有效消除金属表面钝化膜。

    7)对非渗氮面进行防护处理,可采用镀锡法(镀层厚0. 003~0. 015mm),镀铜法(镀层厚不低于0.03mm),也可涂刷防渗氮涂料,常用的防渗氮涂料为水玻璃加10%~20%(质量分数)石墨粉。

    (2)装炉

    1)轴类工件应垂直吊挂,工件的摆放应有利于减小变形和氨气的流动,并装入同材料、同炉号、经同样预备热处理的试样。装炉后盖上炉盖,对称拧紧螺栓。

    2)工装夹具必须保持干净,不得有油污、脏物,绑扎工件的铁丝和放置工件的铁丝网必须去掉表面的镀锌层(用酸洗即可去除)。

    (3)操作要点

    1)升温前先排气,排气时氨的流量应比使用时大1倍以上,随着炉内空气的减少,也可边升温边排气,在炉温升至150℃以前排完。在排气过程中,可用pH试纸(试纸用水浸湿,遇氨后变成蓝色)或盐酸棒(玻璃棒蘸盐酸,遇氨后出现白烟)检查炉罐及管道是否漏气。

    2)用氨分解率测定计测定氨分解率,当氨分解率大于98%时,可降低氨流量,保持炉内正压,继续升温。

    3)对于一般工件可不控制升温速度,而对于形状复杂、变形要求严格的工件,应在400℃左右保温24h,以减小变形。

    4)当炉温升到450℃左右时,对于任何工件升温都不能太快,以免保温初期出现超温现象。

    5)在炉温达到500℃时,调节氨流量,使氨分解率在18%~25%之间。

    6)保温阶段应保持温度和氨分解率的正确和稳定,每隔30min测定一次氨分解率(测定时,炉气进入测定计内应保持30~ 60s后才可测量),并将温度、氨分解率、氨流量及炉压记录下来。

    7)氨分解率的调整方法是:渗氮温度一定时,氨流量增大,分解率减小;氨流量减小,分解率增大。

    8)退氮时关闭排气阀门,减小氨流量,保温2h,将氨分解率调至70%以上,使工件表面氮浓度降低,减小表面脆性。

    9)退氮完毕,切断电源,给少量氨气以保持炉内正压,待炉温降至150℃以下时,停止供氨,出炉。