王天旭

Q235钢的离子氮碳共渗—低温盐浴渗铬复

合处理

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工艺如图4所示.采用新工艺生产,再没有产生上表面夹砂,央渣缺陷.

艺

横浇道(2)齿轮铸件,材质QT500～7,直径925mm,高5O

mm,质量210kg,表干型,见图5.采用环形横浇道,直

浇道设在环形横浇道中间,8道内浇道均匀分布,径向引

入,对侧设置≠80mm耳冒口起溢流补缩作用,既可以

将冷铁液及铁液渣,砂等捧出型腔,又由于胃口径短薄

宽,在铸件表观收缩前不会截死,具有液态补缩的自适

应调节作用,保证了铸件的外观及内在质量.

参考文献

■口蕞境的设计与应用[M].北京t机械

工业出版社,i991.235.

Z～

Q235钢的离子氮碳共渗一低温盐浴渗铬复合处理

黄元盛,邹敢锋』袁叔责,王天旭(牵辱.c:,广东广州510641)一r臼ff

擒曼,研究了Q235钢的离子氮碳共参?低温盐裕参铬工艺.试验表明,Q235钢经离

子氨碳共渗一低温盐搭参铬复台

处理后,袁层可获得氨碳铬化台物和氮碳化台物的复台参层.诫复台参层具有较高

的硬度,并且明显提高Q235钢的耐蚀

性.

关蕾调:基童丝些苎王苎些墨蔓!遥望堕堡竺-耐蚀性盘吲中田分类号tTGI61.8'8文

献标识码:A文章舶号: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

众所周知,Q235钢是一种应用比较广泛的钢,但是

由于硬度低,耐磨性和耐蚀性差,而使其应用受到很大

限制.本文进行了Q235钢的离子氮碳共渗一低温盐浴渗

铬复合处理工艺研究,成功地在Q235钢表面获得了氮

碳铬化合物和氮碳化合物的复合渗层,提高了该铜的耐

磨性和耐蚀性.该项技术渗温低,渗速快,渗层质量好,

有较大的应用前景.

2试验条件和方法

将Q235钢制成10×10×5(ram)试块,经正火预

处理.离子氮碳共渗在自制的罩式离子轰击炉中进行,

盐浴渗铬在4kW的井式电阻炉中进行.盐浴以氯化钠

为主要溶剂,加上能产生铬离子的低熔点铬盐及铬的活

化剂组成.盐浴温度在770～860"C之间,保温时间3～6

h,试样渗后出炉空冷.其它测试方法同文献[1].

3试验结果及分析

3.1复合渗层的金相组织

收奠日期I2000-OI-14

收奠日期?黄元盛(1969-),胃,广东高州^,博士研究生.

《热加工工艺)2000年鼙3期

岛

n

I

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【t

复合渗层的金相组织见图1.表面白亮层为氮碳铬

化合物层,厚度为8～10.￡'m;第二层为灰色的含铬扩散

层(120～125m);第三层是黑色的氨碳化合物层.厚

9O～100m;第四层是氮碳扩散层,厚80～100m心

部为基体.复合渗层无裂纹,与基体结合良好.

由图1也可见,因为在低温盐浴渗铬之前先进行了

离子氮碳共渗,并且氮碳化合物层较厚,所以渗铬后,在

含铬扩散层和基体之间存在的是氮碳化合物层,而不会

出现贫碳区.

图l复合渗层金相组錾{200×

3.2复合渗层的相结构

离子复合渗试样表层的x射线衍射图(图略)表明

复合渗层由(Cr,Fe),C3,Cr7C3,Cr2(CN)lt和2c.

N.等相组成表面白亮层主要由(Cr,Fe)C和crc

组成,次表层灰色层由Cr:(CN):和c:c;N..相组

成.

3.3复合渗层铬浓度分析

图2a是用电子显微镜和x射线能谱仪测得的

Q235钢复合渗层的铬浓度分布曲线.图中表明,由表面

到心部铬含量有不断降低的趋势,而其中氮碳铬化合物

层处于高峰值,而在含铬扩散层中铬浓度下降明显,在

氮碳化合物层逐渐趋向微量值

3.4复合渗层的显微硬度

图2b为复合渗层的显徽硬度分布曲线(载荷为50

g).表面氮碳铬化合物层的硬度为1200~1300HV,次

表层含铬扩散层的硬度为600～1000HV,氮碳化合物

层的硬度为500～700HV,氮碳扩散层硬度逐渐降低过

渡到基体硬度.

扩散层的内侧虽然含有少量铬,但是氮和碳的含量(经

俄歇电子能谱分析)较低,而氮碳化合物层的氮和碳的

古量都很高,致使氨碳化合物在氨碳化合物层中引起硬

度提高的效果较大.

Q235钢经离子氮碳共渗一低温盐浴渗铬复合处理

后,表面覆盖了硬度很高的氮碳铬化合物层,里层有硬

度适中的氮碳化合物层,再加上较软的基体,这种组合,

不但有效地降低了材料的摩擦系数和粘着倾向,而且提

高了抗j巾击性能.

3.5复合渗层的耐蚀性

将不同状态的试样分别浸泡在不同的腐蚀介质中,

一

定时间后在TG328A型电光分析天平上测量腐蚀失

重,求出腐蚀速度,结果列于表1.可见经离子氮碳共渗

一

低温盐浴渗铬试样的耐蚀性比仅仅低温盐浴渗铬试样

的耐蚀性好.这是由于离子氮碳共渗一低温盐浴渗铬的

复合渗层的表层铬含量(约85～93)比低温盐浴渗

铬层铬含量60～75(另文已介绍)高,以含(Cr,

Fe)c和crc相为主,接近单相组织,减少了微电池

的数量].

表1耐蚀性能比较

浸泡时腐蚀遣虚介质材料状态

间(b)(mg/m?h)

离子氯霹E共营?低翟盐沿蕾话0063

10HCl24

抵量盐格渗蜻0.087

离子氯碳共蕾?低温盐培渗蜻0(}008

30,6NaOH96低沮盐格蕾蜻

0.0013

离子氯碳共参?低温盐培参蜻0001120N

aCl96低温盐格蕾蜻0002l

4结论

(1)Q235钢经离子氮碳共渗一低温盐浴渗铬复合处

理后可获得与基体结合良好的氮碳铬化合物和氮碳化

合物复合渗层.

(2)复合渗层表层主要由(Cr,Fe)C和CrC相组

成.含铬量约85～93,次表层由c(cN):和cr

asN:相组成.

(3)氮碳铬化合物层厚度为8～10m,硬度为1200

～

1300HV,含铬扩散层厚度为12O～125m,硬度为

6o0～1000HV,氮碳化合物层厚度为90～100m,硬

度为50.～700HV,氮碳扩散层厚度为80～100m,与

基体硬度过渡平稳.

(4)经离子氮碳共渗一低温盐浴渗铬所得的复台渗

层明显提高材料的耐蚀性能.

参考文献:

[1]黄元盛苷钢古碾量对低温盐措渗话层的彰响[j].热加工工艺

2000.(2)36

2]王荚天.金属材料学[M].北京-机械工业出版社.1991

《熟加工工艺轻o00年第3期一33

{邑邕拄哮