不銹鋼滲氮的目的是提高表面硬度、耐磨性和抗疲勞性能。各種類型的不銹鋼原則上都可進(jìn)行滲氮處理。
1. 不銹鋼滲氮前的預(yù)先熱處理
不銹鋼滲氮前進(jìn)行預(yù)先熱處理的目的是消除應(yīng)力,改善組織,使組織均勻、細(xì)化,以保證滲氮組織和硬度的均勻。
預(yù)先熱處理應(yīng)根據(jù)不銹鋼的類型而確定。
鐵素體不銹鋼采用退火處理。
奧氏體不銹鋼采用固溶化或穩(wěn)定化處理(含Ti、Nb等穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼)。
雙相不銹鋼采用固溶處理。
馬氏體不銹鋼采用調(diào)質(zhì)處理,調(diào)質(zhì)時的回火溫度應(yīng)高于滲氮溫度20~30℃。
沉淀硬化不銹鋼可采用過時效處理或固溶時效處理,這時的時效溫度應(yīng)高于滲氮溫度20~30℃。
對于馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼的滲氮件,為保證零件本體必要的強(qiáng)度要求,滲氮溫度宜采用下限。
2. 滲氮前的消除應(yīng)力處理
不銹鋼滲氮前,應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力處理,尤其是易變形的零件,以保證零件滲氨后不變形或少變形。特別是對于馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼,因其硬度較高,在加工時的殘留應(yīng)力也較大。
不銹鋼滲氮前的去應(yīng)力處理應(yīng)在半精加工后進(jìn)行,去應(yīng)力處理后再以小加工量進(jìn)行精加工,達(dá)到圖紙要求的尺寸或根據(jù)滲氮時可能產(chǎn)生的增量和變形預(yù)留尺寸。
消除應(yīng)力的溫度應(yīng)低于預(yù)先熱處理溫度,略高于或等于滲氮溫度。消除應(yīng)力處理的工藝和操作還應(yīng)注意不產(chǎn)生新的變形和應(yīng)力。
3. 滲氮前的去除鈍化膜處理
滲氮前去除鈍化膜處理是不銹鋼滲氮的一個特殊處理,因為不銹鋼含有較高的鉻量,在空氣中易形成一層致密的氧化膜,這層膜會阻礙氮原子的滲入,不利于滲氮,在滲氮前應(yīng)去除。
去除鈍化膜常見的方法如下:
a. 噴砂 采用細(xì)砂,在0.15~0.25MPa壓力下進(jìn)行噴砂處理。
b. 磷化 使工件表面形成磷化膜,有利于氮原子的滲入。
c. 氯化物浸泡 用TiCl2或TiCl3等浸泡,可有效地去除鈍化膜。
鈍化膜的去除對于一般滲氮處理是重要的,但對于離子滲氮處理可不采用這道工序,因為離子滲氮時的離子轟擊作用可有效去除工件表面的鈍化膜。
4. 非氮化部位的防護(hù)
對于滲氨零件中不要求滲氮的部位,在滲氮前應(yīng)采取措施,防止該部位有氮原子的滲入。
氣體滲氨處理件的不滲氨部位的防護(hù)方法有鍍錫法(鍍錫層為0.010~0.015mm)、鍍銅法(鍍銅層為0.03~0.05mm)和涂料法(在不滲氮部位涂以防滲涂料),以阻止氮原子的滲入。對于離子滲氮,最有效的方法是屏蔽法,即將不滲氮部位屏蔽起來,阻止離子對該部位的轟擊。屏蔽邊緣的縫隙不應(yīng)大于0.5mm.要防止在此處打弧。
離子滲氮時不滲氮部位的屏蔽保護(hù)有時很麻煩,不易操作,從實用出發(fā),只要滲氮層不影響使用功能,建議不進(jìn)行防護(hù)處理。