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当低中碳合金钢制零件渗氮工艺优化试验

发布时间:2021-09-11 22:21:59 阅读: 来源:水泥仓顶除尘器厂家

低中碳合金钢制零件渗氮工艺优化试验

摘要:通过大量的随炉生产试验,对25Cr2 MoVA 钢等低中碳合金钢制零件的渗氮工艺进行了优化。在满足技术要求的同时,不降低采用原工艺时所获得的渗层深度,适当提高渗氮温度的优化工艺,大大缩短了生产时间,在不添置设备的情况下,至少可提高50 % 的生产能力。

在我公司现有汽轮机组中,需要气体渗氮的低中碳合金钢制零件使用的很多。近年来,随着我公司机组生产千瓦数的不断提高,按照现有的生产能力已经很难完成日益增长的需求,在无法扩大再生产的情况下,只有通过工艺优化才能提高劳动生产率。

目前,我厂的低中碳合金钢制零件的气体渗氮生产一般为每星期一炉次,装炉量约为1500kg 。从工件进炉至氮化保温结束,原工艺所需时间为93 ~100h 。从气体渗氮的工艺原理看,改变渗氮温度、保温时间、氨分解率等任何一个参数都会影响渗层深度、表面硬度和脆性等材料的物理性能。要改变当前的生产状况,提高生产效率,必须在确保产品质量的前提下尽量缩短生产时间,即缩短渗氮的保温时间是我们这次工艺优化的目标,而获得此结果就需依靠调整渗氮温度和氨分解率等参数来实现。

一、试验材料、设备及方法

1. 试验用材料

目前,我公司低中碳合金钢制零件的材料主要包括以下几种: 25Cr2 MoVA、25Cr2 Mo1 VA、34Cr Ni 3 Mo 钢等。这次试验选用的是产可做拉伸、紧缩、曲折、撕裂、剪切、180度剥离、90度剥离实验品中常用的25Cr2 MoVA 钢。所有试样在渗氮前经调质处理,且表面符合渗氮要求。

2. 实施氮化工艺的设备和方法

( 1普通的减速机也会有几对相同原理齿轮到达理想的减速效果) 试验用设备 为了使试验更加符合生产现场情况,故所有试验均在生产现场的井式电阻渗氮炉中进行,采用专用包渗氮。

( 2) 试验方法 为了不影响生产,节约能源,试样和产品放置在同一炉中,通过逐步摸索和调整工艺参数,最终确定其最佳的渗氮工艺参数。

( 济南试金弹簧拉压实验机按其操作方式可以分为手动弹簧拉压实验机、全自动弹簧拉压实验机和微机控制弹簧拉压实验机3) 零件渗氮后技术要求 由25Cr2 MoVA 钢棒料或锻件加工制成的零件。其气体渗氮后的要求见表1 。

硬度试验方法按GB4340;渗氮层深度和脆性检查方法按GB11354 中的金相法验收。

二、试验结果与分析

将25Cr2 MoVA 钢的渗氮试样分别放入不同炉次、不同温度的设备中进行渗氮,其结果见表2。

从表2 的试验数据中可以看到,在B 炉中渗氮序号2 的工艺,其试样硬度略低于标准,而在A 炉中渗氮序号3 和4 中的工艺1 ,其试样的渗层深度略低于标准,说明这3 个工艺不能满足技术要求,故不采纳该炉工艺。其他的工艺参数都满足技术要求。同样,在这些试验数据中,可以看出随着渗氮温度的升高和渗氮保温时间的延长,渗层深度不断增加。按原工艺规范要求,实际生产中采用的渗氮温度为500 ℃,渗层深度要达到0. 45 ~0. 50mm 时,渗氮保温时间一般都>81h,生产周期长,制造成本大。考虑到渗氮生产的操作连续性以及材料在渗氮前的热处理温度,在确保基体强度的前提下,我们查找了相关资料,最终确定的渗氮工艺见附图。

序号4 、5 、6 、7 、8 、9 、10 的验证结果非常令人满意。与原渗氮工艺相比,采用优化后的渗氮工艺,渗氮保温时间大大缩短,仅为原炉时的56 % ,极大地提高了劳动生产率。经统计: 2004 年6 月1 日至2005 年5 月31 日的一年内,我公司共生产低中碳合金钢47 炉次,若采用优化后的渗氮工艺进行渗氮,按每炉缩短30h 计算,则可节省生产时间至少1410h ,在不添置设备的情况下,每年可多生产28 炉,包括机器在开始生产、选择材料和部件的仪器也就是说至少增加了50 % 的生产能力。

三、结语

( 1) 优化后的25Cr2 MoVA 钢气体渗氮的工艺参数见附图,经正常产品的验证完全满足技术要求。该工艺参数同样适用于生产中的25Cr2 Mo1VA 和34Cr Ni3 Mo 钢。

2) 渗层深度要达到0. 45 ~0. 50mm,原渗氮温度为500 ℃时,渗氮保温时间一般都大于81h。采用优化后的渗氮工艺,渗氮保温时间大大缩短,仅为原炉时的56 % ,极大地提高了劳动生产力。(end)

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