1Cr11Ni2W2MoV不锈钢气体渗碳工艺
1Cr11Ni2W2MoV是一种马氏体热强不锈钢,由于含碳量高(10.5%~12%),并含有一定量的Ni(1.4%~1.8%),零件表面极易形成一层致密的钝化膜,阻碍碳原子的渗入。因此通过普通的渗碳和碳氮共渗很难达到零件的技术要求。要实现不锈钢渗碳,首先必须解决钝化膜问题,目前国内外有多种去除钝化膜的方法,但用1Cr11Ni2W2MoV材料制造的齿轮多属于高精度军品重要件,这些方法在使用中都存在这样或那样的缺陷。从理论上讲,碳氮共渗时气氛中的氰根具有强的还原能力,能够还原不锈钢表面的致密钝化膜,使表面得到活化,有利于活性碳原子和活性氮原子渗入。在碳氮共渗时,共渗温度不同,C、N原子的渗入量有很大的不同:共渗温度越高,越有利于碳原子的渗入,以渗碳为主,氮原子渗入很少,近似于纯渗碳;共渗温度越低,NH3起主要作用,碳原子很难渗入,近似于纯氮化。所以本文采用渗碳时通入一定量NH3的方法,并对试样表面做不同方式的处理,然后对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢进行渗碳试验。
实验用1Cr11Ni2W2MoV不锈钢主要化学成分(质量分数,%)为:0.14C,11.2Cr,1.60Ni,1.8W,0.46Mo,0.22V,0.5Si。试样尺寸为Φ18mm×15mm,经调质处理后硬度为24~28HRC。为了去除表面钝化膜,对试样进行不同方法的处理,如磷化或水吹砂。渗碳在VKSE4/1型AICHLIEN多用炉中进行。试样用线切割剖开,经镶嵌制样后用4%硝酸酒精腐蚀,在金相显微镜下检测渗碳层深度及观察金相组织。
1Cr11Ni2W2MoV不锈钢可以在箱式多用炉中进行930℃低温渗碳,按体积比通入NH3,零件渗碳前经磷化或水吹砂,但水吹砂后必须立即入炉渗碳。渗碳后渗层中有大量粒状铬的碳化物,大大提高零件表面的耐磨性。1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗碳后,950℃淬火,表面硬度可达62~65HRC,为防止磨削裂纹,应采用较高温度回火,硬度最好处于工艺要求的中下限。