氨在共渗介质中所占的比例,影响渗层的碳氮浓度与组织状态。在一定范围内加大氨量,能使表层含碳量增加。氮的渗入能降低钢的临界点,增加了碳在奥氏体中的溶解度,加快碳原子的扩散速度,有利于碳的吸收与扩散。但是,表面含氮量的增加是有一定限度的,这个限值与共渗温度有关。过量的氨分解出大量的氮和氢,还会阻碍工件吸收碳。
氨在共渗介质中的比例,对共渗速度和共渗层深度也有影响。在煤油热解气氛中通入20~40%氨气的效果*好。低于这个比例,气氛的活性太差,共渗速度低;高于这个比例,表面形成碳氮化合物层,阻碍了碳氮原子的吸收与扩散,共渗速度下降。
综上所述,碳氮共渗时氨气所占比例应根据共渗温度、表层质量要求及渗碳介质的种类而加以合理选择。当采用煤油和氨气进行中温气体碳氮共渗时,氨气所占的比例一般控制在40%左右;当利用稀释气+富化气+氨气进行碳氮共渗时,氨气一般只占炉气总体积的2~10%。假如仅考虑渗碳富化气与氨气两项,则氨气占渗碳富化气与氨气总和的40%以上。
共渗介质的供应量应能满足下列工艺要求:供应适量的碳氮原子,并使炉内保持正压,保证气氛均匀流动。排气阶段要输入大量共渗介质,以迅速排除炉内的氧化性气氛,恢复炉气的正常成分。扩散阶段应适当减少介质供应量,以控制渗层碳氮浓度,减少淬火后的残余奥氏体数量。一些资料介绍,碳氮共渗时气体介质每小时的正常流量应为炉罐容积的6~10倍,即保证每小时换气6~10次。如果采用煤油+氨共渗,可将煤油每小时的滴入量换算成渗碳气体的体积(炉温850℃时,煤油的产气量为0.7~0.8m3/L)进行计算,换气次数要低些,一般为3~8次。 |
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