博一建材讯:钢材的渗氮工艺主要有气体、离子渗氮两类。对于不锈钢,由于表面氧化膜存在,一般的气体渗氮很难进行,因而离子渗氮成为一种有效工艺。常规离子渗氮是在500-560℃温度下的N2和H2或NH3混合气氛中进行,渗氮后不锈钢硬度和耐磨性都得到提高,但处理不当,容易发生表层剥落、硬化层厚度不均匀以及耐腐蚀性大幅下降等问题,这就提出了低温渗氮问题。主要有以下几类:
1、低温离子(等离子)渗氮
20世纪80年代,为了解决不锈钢表面改性处理存在的问题,出现了等离子体低温渗氮研究,解决了耐蚀性降低的难题。该技术的关键是在低温下(350-450℃)进行,以避免形成CrN而使基体疲铬后耐蚀性下降,随后人们对不锈钢低温离子渗氮技术进行大量研究,这一度成为不锈钢表面处理的研究热点。
2、低温气体渗氮
在不锈钢的低温离子渗氮研究如火如荼地开展的同时,另一些研究者对气体渗氮进行了改进,开发了低温气体渗氮技术(<500℃)。科研人员利用离子溅射+低温气体渗氮的方法对不锈钢成功进行了改性处理,获得的改性层不仅具有很高的硬度,还有很高的耐磨性。
3、其它低温渗氮
低温等离子体渗氮技术已用于工业生产,但在实际中发现,等离子体低温渗氮也有本身的缺点,如边界效应、空心阴极效应,以及工件温度不均等。为了克服离子渗氮的缺点,人们开发了阴极笼或活化屏离子渗氮技术,在活化屏渗氮技术中,工件处于悬浮状态,离子轰击金属屏而不是工件本身。与常规离子渗氮相比,该技术可以处理不同形状的工件,并能消除边缘效应以及空心阴极效应,还能方便地测量工件的温度等。
这些渗氮工艺在不锈钢表面改性方面,处理效果十分诱人,但目前这些主要集中在奥氏体不锈钢方面,对于马氏体不锈钢方面国内研究很少,借助现用研究结果,马氏体不锈钢采用低温渗氮后,性能也得到大幅改善,这是一个新的领域。归纳之,低温处理工艺对不锈钢渗氮改性效果十分适合。
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