王天旭

Q235鋼的離子氮碳共滲—低溫鹽浴滲鉻復

合處理

'

-

:』,'

,.

工藝如圖4所示.采用新工藝生產,再沒有產生上表面夾砂,央渣缺陷.

藝

橫澆道(2)齒輪鑄件,材質QT500～7,直徑925mm,高5O

mm,質量210kg,表干型,見圖5.采用環形橫澆道,直

澆道設在環形橫澆道中間,8道內澆道均勻分布,徑向引

入,對側設置≠80mm耳冒口起溢流補縮作用,既可以

將冷鐵液及鐵液渣,砂等捧出型腔,又由于胃口徑短薄

寬,在鑄件表觀收縮前不會截死,具有液態補縮的自適

應調節作用,保證了鑄件的外觀及內在質量.

參考文獻

■口蕞境的設計與應用[M].北京t機械

工業出版社,i991.235.

Z～

Q235鋼的離子氮碳共滲一低溫鹽浴滲鉻復合處理

黃元盛,鄒敢鋒』袁叔責,王天旭(牽辱.c:,廣東廣州510641)一r臼ff

擒曼,研究了Q235鋼的離子氮碳共參?低溫鹽裕參鉻工藝.試驗表明,Q235鋼經離

子氨碳共滲一低溫鹽搭參鉻復臺

處理后,袁層可獲得氨碳鉻化臺物和氮碳化臺物的復臺參層.誡復臺參層具有較高

的硬度,并且明顯提高Q235鋼的耐蝕

性.

關蕾調:基童絲些苧王苧些墨蔓!遙望墮堡竺-耐蝕性盤吲中田分類號tTGI61.8'8文

獻標識碼:A文章舶號:1001—3814(2000)03—0032—02

CombinedTreatmeritofIonNitrocarburizing-LowTemperature

Sall—BathChromizingofQ23SSteel

(hinaUniversityofTedmo/ogy)

A~tractlThispaperdealswiththestudyo[ithecombinedtreatmentofionnitrocarburizing-lo

wtemperaturesalt-

erimentsbowedthatthecompoundlayerhnltrogen-c

arbon-chromiumcom~

poundandcarbon—

nltrideisobtainedinsurfaceofQ235steelbythecombinedtreatmentofionnitrocarbur~zing

—lowtern-

peraturesalt?poundlayer'shardnessisveryhigh-andthelayergrea

tlyimprovesthecorroding-

resistanceofQ235stee1.

Keywords:combinedtreatment}ionnitrocarburizlng;lowtemperaturesalt-bathchromizin

gIcorroding-resistance

1引言

眾所周知,Q235鋼是一種應用比較廣泛的鋼,但是

由于硬度低,耐磨性和耐蝕性差,而使其應用受到很大

限制.本文進行了Q235鋼的離子氮碳共滲一低溫鹽浴滲

鉻復合處理工藝研究,成功地在Q235鋼表面獲得了氮

碳鉻化合物和氮碳化合物的復合滲層,提高了該銅的耐

磨性和耐蝕性.該項技術滲溫低,滲速快,滲層質量好,

有較大的應用前景.

2試驗條件和方法

將Q235鋼制成10×10×5(ram)試塊,經正火預

處理.離子氮碳共滲在自制的罩式離子轟擊爐中進行,

鹽浴滲鉻在4kW的井式電阻爐中進行.鹽浴以氯化鈉

為主要溶劑,加上能產生鉻離子的低熔點鉻鹽及鉻的活

化劑組成.鹽浴溫度在770～860"C之間,保溫時間3～6

h,試樣滲后出爐空冷.其它測試方法同文獻[1].

3試驗結果及分析

3.1復合滲層的金相組織

收奠日期I2000-OI-14

收奠日期?黃元盛(1969-),胃,廣東高州^,博士研究生.

《熱加工工藝)2000年鼙3期

島

n

I

.

}.

【t

復合滲層的金相組織見圖1.表面白亮層為氮碳鉻

化合物層,厚度為8～10.￡'m;第二層為灰色的含鉻擴散

層(120～125m);第三層是黑色的氨碳化合物層.厚

9O～100m;第四層是氮碳擴散層,厚80～100m心

部為基體.復合滲層無裂紋,與基體結合良好.

由圖1也可見,因為在低溫鹽浴滲鉻之前先進行了

離子氮碳共滲,并且氮碳化合物層較厚,所以滲鉻后,在

含鉻擴散層和基體之間存在的是氮碳化合物層,而不會

出現貧碳區.

圖l復合滲層金相組鏨{200×

3.2復合滲層的相結構

離子復合滲試樣表層的x射線衍射圖(圖略)表明

復合滲層由(Cr,Fe),C3,Cr7C3,Cr2(CN)lt和2c.

N.等相組成表面白亮層主要由(Cr,Fe)C和crc

組成,次表層灰色層由Cr:(CN):和c:c;N..相組

成.

3.3復合滲層鉻濃度分析

圖2a是用電子顯微鏡和x射線能譜儀測得的

Q235鋼復合滲層的鉻濃度分布曲線.圖中表明,由表面

到心部鉻含量有不斷降低的趨勢,而其中氮碳鉻化合物

層處于高峰值,而在含鉻擴散層中鉻濃度下降明顯,在

氮碳化合物層逐漸趨向微量值

3.4復合滲層的顯微硬度

圖2b為復合滲層的顯徽硬度分布曲線(載荷為50

g).表面氮碳鉻化合物層的硬度為1200~1300HV,次

表層含鉻擴散層的硬度為600～1000HV,氮碳化合物

層的硬度為500～700HV,氮碳擴散層硬度逐漸降低過

渡到基體硬度.

擴散層的內側雖然含有少量鉻,但是氮和碳的含量(經

俄歇電子能譜分析)較低,而氮碳化合物層的氮和碳的

古量都很高,致使氨碳化合物在氨碳化合物層中引起硬

度提高的效果較大.

Q235鋼經離子氮碳共滲一低溫鹽浴滲鉻復合處理

后,表面覆蓋了硬度很高的氮碳鉻化合物層,里層有硬

度適中的氮碳化合物層,再加上較軟的基體,這種組合,

不但有效地降低了材料的摩擦系數和粘著傾向,而且提

高了抗j巾擊性能.

3.5復合滲層的耐蝕性

將不同狀態的試樣分別浸泡在不同的腐蝕介質中,

一

定時間后在TG328A型電光分析天平上測量腐蝕失

重,求出腐蝕速度,結果列于表1.可見經離子氮碳共滲

一

低溫鹽浴滲鉻試樣的耐蝕性比僅僅低溫鹽浴滲鉻試樣

的耐蝕性好.這是由于離子氮碳共滲一低溫鹽浴滲鉻的

復合滲層的表層鉻含量(約85～93)比低溫鹽浴滲

鉻層鉻含量60～75(另文已介紹)高,以含(Cr,

Fe)c和crc相為主,接近單相組織,減少了微電池

的數量].

表1耐蝕性能比較

浸泡時腐蝕遣虛介質材料狀態

間(b)(mg/m?h)

離子氯霹E共營?低翟鹽沿蕾話0063

10HCl24

抵量鹽格滲蜻0.087

離子氯碳共蕾?低溫鹽培滲蜻0(}008

30,6NaOH96低沮鹽格蕾蜻

0.0013

離子氯碳共參?低溫鹽培參蜻0001120N

aCl96低溫鹽格蕾蜻0002l

4結論

(1)Q235鋼經離子氮碳共滲一低溫鹽浴滲鉻復合處

理后可獲得與基體結合良好的氮碳鉻化合物和氮碳化

合物復合滲層.

(2)復合滲層表層主要由(Cr,Fe)C和CrC相組

成.含鉻量約85～93,次表層由c(cN):和cr

asN:相組成.

(3)氮碳鉻化合物層厚度為8～10m,硬度為1200

～

1300HV,含鉻擴散層厚度為12O～125m,硬度為

6o0～1000HV,氮碳化合物層厚度為90～100m,硬

度為50.～700HV,氮碳擴散層厚度為80～100m,與

基體硬度過渡平穩.

(4)經離子氮碳共滲一低溫鹽浴滲鉻所得的復臺滲

層明顯提高材料的耐蝕性能.

參考文獻:

[1]黃元盛苷鋼古碾量對低溫鹽措滲話層的彰響[j].熱加工工藝

2000.(2)36

2]王莢天.金屬材料學[M].北京-機械工業出版社.1991

《熟加工工藝輕o00年第3期一33

{邑邕拄哮