渗氮作为一种表面硬化工艺继续获得市场份额

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当你读到这篇专栏文章时,第六届国际淬火和变形控制会议将在四周前结束。数十篇质量论文讨论了变形的技术方面,以及如何测量、量化和分析淬火过程的影响,其目标是有朝一日能够识别变形的“圣杯”:如何预测其对工程材料的可重复性影响。另外,假设外星人没有绑架我,我将于10月2日在田纳西州纳什维尔的Furnaces North America做一场关于催化气体氮化的演讲。

这两个会议说明了学术界和工业界为了解从人类第一次发现如何制造金属斧头开始,我们就一直在以我们不希望的方式在淬火钢时进行弯曲。
在淬火会议上,我特别感兴趣的是一篇由Steinbacher, M, Surn, H., Clausen, B., Lübben, T., Hoffmann, F.,德国不来梅材料科学基金会研究所发表的论文,题为:“直齿轮表面硬化过程中畸变偏度参数的系统研究”。以下是我在sae5120 [EN20MnCr5]钢渗碳淬火后测量到的变形分析。

•低压渗碳,[LPC]和10bar氮气淬火
LPC加油淬火
•油淬气体渗碳
•油淬气体碳氮共渗

测试条件:

关于以上的测试参数,这对我来说是一个谜,为什么他们选择改变平面定位齿轮和悬挂齿轮的参数。直接淬火的平面齿轮从940ºC[1724ºF]肯定会负面影响变形的潜力,特别是碟形失真。

我不会讨论所有失真的细节结果,但从绿色形式最重要或最大的变化。当比较红牌和平牌时,许多变化并不令人惊讶。例如,如果不考虑他们所提供的傅里叶变换数据,悬挂齿轮的碟形失真是平面齿轮的一半。轴套深度越深、淬硬温度越高,齿形变化越大;轴套深度越浅、淬硬温度越低,齿形变化越大。悬挂式和扁平式齿轮的整体生长或高度和直径变化更大,因为与10bar氮气相比,更严重的油淬导致更深的马氏体渗透。测试的齿轮是小模块,小到5120钢可以用10棒的氮进行表面硬化,与2棒的氦相比,HPGQ不是很严重。
为了更准确地隔离上述测试中的失真特性,使用了少量的部件,这样其他部件不会影响结果;显然从科学的角度来看是有道理的。这种测试方法的结果是,学到的数据在实际生产中的应用受到限制,实际生产涉及几十或数百个分层或固定的部件。在我看来,这就是为什么描述淬火中的失真如此困难的原因之一。

再将上述调查与渗氮对比一下,你就会明白为什么渗氮作为一种表面硬化工艺不断获得市场份额。记住,在奥氏体区域下方进行渗氮,冷却时不会产生变形弯曲马氏体;它只在暴露于氨的整个齿轮上增加了一层非常小的均匀的氮化层。这就是为什么我一直对俄罗斯中广核的专利工艺非常感兴趣。我经常与俄罗斯中广核集团的专家交换电子邮件,努力理解和传递我所能传递的一切。由于所需的氨量极小,处理时间加快,以及令人费解的简单过程控制,该过程打乱了传统的氮化思维,俄罗斯的研究人员正试图通过气体分析来确定与传统氮化相比,腔室内部发生了什么不同。亲眼目睹这一过程的专家假设了理论,但到目前为止,他们真正拥有的只是理论。放下遥控器,还有更多。