中碳钢液相感应碳氮共渗研究

【摘要】：表面处理技术是改善钢铁材料表面性能,提高表面硬度和耐磨性的重要手段,开发高效率、低能耗、环保的表面处理方法一直是人们努力的目标。液相感应渗入技术是一种新型表面化学热处理技术,本文采用液相感应渗入技术对中碳钢进行处理,构建了液相感应渗入试验装置,探讨了在三乙醇胺和甲酰胺溶液中进行碳氮共渗的可行性,研究了感应加热电流、加热时间对碳氮共渗层的影响,确定了合适的工艺参数,用SEM、EDS等对渗层组织、成分进行了分析,测试了碳氮共渗层从表面到基体的硬度变化。研究结果表明：在三乙醇胺溶液中未能得到渗层,在甲酰胺溶液能够获得碳氮共渗层。感应加热电流和感应加热时间是影响渗层形成的重要工艺参数,采用大电流使试样加热到共渗温度,之后用小电流保持共渗温度的两阶段加热方法既能够防止试样过热,又能获得共渗层。在电流固定的条件下,渗层的厚度随着保温时间的延长而增加。渗层均匀致密,由外白层、内白层和过渡层组成,白层中含有碳、氮元素。采用不同的电流分段加热时,加热电流与保温电流不能相差太大,否则试样表面的红热状态难以维持。当选用425A的加热电流,280A的保温电流,处理6min后,白亮层的厚度为34.5μm,渗层厚达80μm,最大硬度592HV。