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粉末冶金制件的表面处理,渗硫的工艺是怎么制作的?

已解决 悬赏分:0 - 解决时间 2013-12-25 16:38

  粉末冶金制件的表面处理:

  1.渗硫的工艺是怎么制作的?

  2.主要技术要求参数是什么样子的?

  3.处理后能达到什么样的效果?

  4.除了渗硫还有什么方案可以使粉末冶金能达到更好的耐磨性和密封性?

  要求工艺处理的过程中尺寸不发生变化,因为不再继续加工.

  如果渗硫达不到,又有什么更好的方案?

  气密性很重要

  材料为铁基粉末冶金

 

172 次关注     提问者: 匿名  
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  工件(经硬化处理后)经渗硫处理后,其表面可形成多孔、松软的由FeS、FeS2组成的极薄的硫化物层,硫化物层可以降低摩擦系数,减少一般摩擦件的磨损,提高抗咬合性,延长使用寿命。渗硫层还能提高象柴油机缸套那样摩擦件的润滑效果,节约燃油、增大功率输出。硫化铁层的持久润滑效果,更能改善象纲领(一种纺织机械零件)那样高速摩擦、磨损件的工作条件,减小温升;其良好的抗咬合性也有利于消除冷冲模具的粘着现象,延长服役期限。即使经过表面强化(如工件经渗硼、渗氮或渗氮碳)的工件,再复合以低温离子渗硫,也可进一步提高使用性。

  (一)离子渗硫工艺

  离子渗硫通常是在160~300℃的低温下进行的,常用的离子渗硫温度为180~200℃。供硫剂可采用二硫化碳(负压吸入,与丙酮的加入方式相似),也可采用硫化氢气体。其中采用硫化氢作供渗硫源时,一般以H2S—Ar—H2作为渗硫气氛,高纯度(99.999%)的Ar和H2(比例为1:1)作为载体气,H2S的用量为总气体量的3%。

  混合气的流量约为80~120L/h(对LDMC-75炉型而言)。

  保温时间依据不同渗层的要求,可选用十几分钟至二小时,所得到的渗层深度从几微米至几十微米。

  渗层组织是以FeS为主的化合物层,无明显的扩散层。

  (二)离子硫氮共渗工艺

  离子渗氮气氛中加入适量的含硫气氛即可实现离子硫氮共渗。高硬度渗氮层的外表面的硫化物层能提高工件的减磨、抗咬合能力。

  离子硫氮共渗工艺中可使用硫化氢或二硫化碳作为供硫剂。在实际使用过程中,二硫化碳不是直接通入炉内使用,而是使用二硫化碳与水蒸汽的反应气,因此,操作起来有一定的难度,故使用较少。

  渗氮气氛中通入适量的硫可以提高氮势,降低ε相的形成温度,加速渗氮过程,因而强烈影响渗层特征。随着气氛中含硫量的逐步提高,渗层表面的含硫量开始也随之增高,总渗层也曾厚,但气氛中含硫量增至一定值时,渗层反而开始减薄,尤其在共渗温度高、共渗时间长的条件下,气氛中硫含量过高,工件表面易出现灰黑色粉末状沉积物,渗层脆性高,易剥落。反之,若气氛中含硫量太低,则渗硫效果不明显且硫化物层结合不好。

  基于以上分析和试验,当以硫化氢为共渗剂时,NH3:H2S以10~30:1较适宜。

  硫氮共渗的温度依据材料的不同,可在480~570℃范围内选用。硫氮共渗的时间依据对渗层的不同要求,多在两个小时之内。

  离子硫氮共渗层的组织为多层结构,最表层为硫化物层(硬度低),次表层为氮的化合物层(高硬度区),里层为扩散层。

  (三)离子硫氮碳共渗工艺

  在离子氮碳共渗气氛中加入含硫气体,即可实现离子硫氮三元共渗。研究认为,在离子氮碳共渗气氛中加入少量含硫气体,可提高氮和碳的活性,在低温下(如500℃)也易形成ε相(S、N、C的化合物),而且可提高ε相中的含氮量。因此,三元共渗的渗速更高,渗层质量相对更好,同样可提高工件的耐磨性、抗咬合能力和疲劳强度。

  常用的作为硫氮碳共渗的气体配比有以下两种:

  (1)CH4:H2S:NH3=3:2:20;

  (2)(C2H5OH:CS2=2:1):NH3=1:20

  离子硫氮碳共渗有两种操作方式,(1)先进行氮碳共渗后再渗硫;(2)通入混合气氛同时进行三元共渗。

  离子硫氮碳共渗的温度可参照离子氮碳共渗的温度选择,通常在550~580℃范围内。

  离子硫氮碳共渗的时间依据材料的不同而异,普通钢可选用570℃、2~3小时共渗;高速钢则采用低温(480~540℃)短时(15~120分钟)共渗工艺。

  离子硫氮碳共渗层的组织为多层结构,自表及里依次为黑色多孔质地较软的FeS薄层、含硫的ε+γ’化合物层以及含碳和氮的扩散层
  回答者: 123.150.*.*   2013-12-25   
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