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高温下QPQ表面改性层的干滑动摩擦磨损性能研究(5)

时间:2023-01-27 10:18来源:毕业论文
1。3。2 基盐的调整与开发 QPQ处理有三种用盐:基盐、调整盐和氧化盐[12]。对使用的基盐和氧化盐要求如下: (1)氰化物等剧毒物质不应出现在使用名录中,


1。3。2 基盐的调整与开发
QPQ处理有三种用盐:基盐、调整盐和氧化盐[12]。对使用的基盐和氧化盐要求如下:
(1)氰化物等剧毒物质不应出现在使用名录中,同时满足基盐熔化后CNO—含量应尽量低。
(2)较高的CNO—含量是基盐熔化后所需满足最低要求,至少应在质量分数35%以上,应高于气体软氮化含氮量。当盐浴中CNO—低于30%会导致渗入速度变慢。但如果氰酸根含量高于40%,大量氰酸根存在强烈腐蚀工件表面,会导致处理后工件耐腐蚀性大大降低其面生成大量微孔结构,同时生成疏松层孔径较大,故在使用过程中氰酸根分解应比较缓慢,即盐浴具有一定的稳定性。
(3)熔盐的熔点太高时,盐浴的流动性差。熔盐的熔点太低,盐浴容易挥发,而且易产生过热现象。
(4)熔盐价格便宜,原料易得,最好选用常见的化工原料。
(5)盐浴在使用过程中会因为消耗而逐渐减少,此时氰酸根含量降低会导致盐浴的活性降低。为了保证盐浴的活性和氰酸根的含量,可以加入一种可使碳酸盐转化为氰酸根的物质(再生盐),要保证加入再生盐后盐浴体积几乎不发生变化。
1。4 QPQ渗层形貌及特征
1。4。1 渗层的形成
在盐浴渗氮过程中会在工件表面形成复杂的渗层,在这个过程中,含氧氰酸根会分解出活性N、C原子,由于N、C原子半径非常小,可以在α-Fe晶格间隙中扩散。
表1。2  C和N原子在α-Fe中的扩散系数[13]来.自^优+尔-论,文:网www.youerw.com +QQ752018766-
温度(℃)   D(氮)cm/s   D(碳)cm/s
20   8。8×10-17   2。0×10-17
100   8。3×10-14   3。3×10-14
300   5。3×10-10   4。3×10-10
500   3。6×10-8   4。1×10-8
700   4。4×10-7   6。1×10-7
900   2。3×10-6   3。6×10-6
900(α)   3。2×10-6   5。2×10-6
950(γ)   6。5×10-18   1。3×10-7
由上表1。2可知,在500℃以下时,氮原子的扩散系数大于碳原子的扩散系数。而超过500℃时,碳原子的扩散系数又反大于氮原子的扩散系数。
根据图1。2铁氮相图可知,在QPQ 处理的渗氮温度(500~600 ℃)下,工件表面附近的高浓度N、C原子向内部扩散,先形成在α-Fe中的固溶体,,随着表面原子浓度的提高,逐渐形成ε(Fe2-3N)化合物。最后工件表面向中心形成N、C的浓度梯度。当N,C原子浓度下降到一定值后,便不足以形成ε相,只能形成固溶体,因此渗层组织为化合物层ε相,而化合物层以下则只是N在α-Fe中的固溶体,即为扩散层。所以最表面是ε相(Fe2-3N),向内是ε相+γˊ(Fe4N),再向内有一层γˊ相,γˊ相以下为N在α-Fe中的固溶体。其中,γ′相在化合物层中的比例,直接决定了QPQ强化层的的韧性。在工艺安排时,在保证渗层深度的前提下,要尽量降低化合物层的中Fe2-3N相的含量,增加γ′相的含量[14]。 高温下QPQ表面改性层的干滑动摩擦磨损性能研究(5):http://www.youerw.com/wuli/lunwen_129805.html
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