1.渗氮层硬度低
产生的原因是渗氮温度偏高,第一阶段氨分解率偏高,使用新的渗氮罐或渗氮罐久用未退氮从而提高了氨的分解率。一般使用新的渗氮罐时应加大氨气流量。
除了渗氮温度过高而引起硬度低不能补救外,其余均可采取再次渗氮来补救。重复渗氮保温时间应根据具体情况而定,一般按10h渗入深度0.10mm估算。
2.渗氮层深度浅
产生的原因是渗氮温度太低,保温时间不足,氨分解率过高,或装炉不当以致工件之间距离太近。渗氮层深度不足,一般可重新渗氮加以补救。
3.渗氮层脆性和剥落
产生的原因是氨分解率过低,渗氮温度偏低,退氮处理不当,工件表面有脱碳层,氨气含水量高造成脱碳,工件有尖角锐边或工件表面粗糙。补救的办法是进行一次退氮处理。
为了预防脆性和脱落,应控制原材料的选材;在调质处理淬火加热时应采取预防氧化、脱碳措施,不允许淬火过热;在渗氮时应控制气氛氮势,降低渗氮层表面氮含量;在磨削加工时,应该采用适当的横向和纵向进给量,避免磨削压痕的出现。
4.渗氮层硬度不均匀
产生的原因是炉内温度不均匀,氨气流分布不均匀,工件表面有油污,装炉量太大或非渗氮面的镀锡层淌锡。补救的办法是重新进行渗氮,这样硬度不均匀现象可有所改善。
5.工件变形大
引起渗氮件变形的原因如下:
1)渗氮后渗层的比体积增大,由此而导致渗氮工件变形。由于渗氮层比体积引起的变形,对于实心轴工件,渗氮后尺寸总是胀大的,其胀大量可用下面的经验公式来估算。
ΔD=(0.03~0.04)δ
式中ΔD——表示工件的直径胀大量(mm);
δ——表示渗氮层深度(mm)。
圆筒形工件渗氮后,外径总是胀大,而内径由圆筒形工件的刚度大小而定,工件刚度则与壁厚有关。当外径一定时,如果圆筒的壁越厚,则刚度越大,阻碍圆筒产生变形的抗力也越大,于是内径只能向内部扩展,因而使内径缩小。如果圆筒的壁很薄,则内孔胀大。对于只渗氮内表面的圆筒状工件,当壁很薄时,内表面的体积膨胀对圆筒壁产生的张力才有可能使圆筒发生胀大。此时,内、外表面均胀大。当壁厚达到一定值时,产生的张力不足以引起圆筒的胀大,此时内径缩小,外径变化不大或稍有增大。当圆筒形工件只是外表面进行渗氮时,一般情况是外径胀大,而内径稍有胀大。只有当壁极薄时,才会使内、外径均以大致相同的膨胀量胀大。
齿轮进行渗氮时,在单个齿牙上,各个部位的胀大量不同,一般是齿顶部分胀大量大,齿根部分胀大量小。这是因为齿顶部分气流通畅,渗层深度远较齿根部分厚,并且变形阻力远比齿根部分小,因而体积胀大量大。外齿轮可以看成是一个长度很短、壁很薄的圆筒外面加上齿牙,则其变形与圆筒相似。加上圆筒外面齿牙渗氮后的尺寸变形,所以外齿轮的齿顶圆增大,而内孔也胀大。(www.xing528.com)
2)装炉方法不当、渗氮前未充分消除应力、炉内温度不均匀、加热速度或冷却速度太快、工件结构设计不合理等也会导致渗氮工件变形大。
对于尺寸稳定性要求不高的工件可以进行热矫正,但矫正后必须进行消除应力处理。
6.表面氧化
产生的原因是出炉温度过高,冷却过程中炉内造成负压,渗氮罐漏气,氨气含水量高。表面氧化一般没有什么影响,对要求高的工件可再进行一次3h的渗氮处理,这样氨分解出来的氢使工件表面上的氧化物还原,从而使氧化色消除。
7.渗氮层不致密、耐蚀性差
产生的原因是表面氮含量太低,工件表面有锈斑。对抗蚀渗氮的工件可再进行一次渗氮。
8.渗氮层中出现网状或波纹状渗氮物
产生的原因是渗氮温度过高,氨气含水量高,调质淬火温度太高以致晶粒粗大,工件有尖角锐边等。可用扩散处理方法予以减轻。
预防粗大网状渗氮物出现的措施是避免调质处理时淬火过热,渗氮过程中适当降低炉气氮势。
9.渗氮层中出现针状或鱼骨状渗氮物
产生的原因是工件表面有脱碳层,氨气含水量高造成脱碳,渗氮前钢内已有大块铁素体或上贝氏体组织等。防止出现这类渗氮层缺陷组织,在渗氮工件的加工和热处理工艺中应采取以下措施:
1)锻件或调质前的毛坯都应规定合理的加工余量,并应检查淬火后的脱碳情况,以保证在其后的切削加工过程中,完全除去锻造和调质处理加热时产生的脱碳层。
2)正确进行调质处理,严格控制加热温度和保温时间,使得游离铁素体的体积分数控制在5%以下。
3)调质处理的淬火冷却应足够强烈,以保证获得正常的调质组织。
4)工艺中的氨气应进行干燥处理。
5)控制氮势,不要使氮势过高。
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