零件在水中或潮濕環(huán)境中工作,有要求其表面耐磨性好且線(xiàn)膨脹系數(shù)低時(shí),應(yīng)選用馬氏體不銹鋼滲碳的化學(xué)處理方法。
不銹鋼滲碳工藝難點(diǎn)是:①因?yàn)椴讳P鋼表面有一層Cr2O3鈍化膜,這層鈍化膜阻止碳原子向鋼件表面滲入,因此不銹鋼滲碳工藝首先要破除表面的鈍化膜。鈍化膜不破除或破除不充分,就會(huì)出現(xiàn)滲不進(jìn)去或滲層不均勻的現(xiàn)象。②奧氏體化溫度較高,滲碳溫度較高,需要高溫滲碳爐,小于950℃以下滲速較慢。
破除鈍化膜的方法是滲碳時(shí)加入一定量的氯化銨,氯化銨加熱到300℃以上會(huì)分解,分解的產(chǎn)物氯化氫(HCL)與鈍化膜的氧化物Cr2O3發(fā)生反應(yīng),從而破壞了鈍化膜,不銹鋼被活化,使?jié)B碳得以正常進(jìn)行。
但是使用氯化銨的缺點(diǎn)是堵塞出氣和進(jìn)氣管道,并且對(duì)管道和爐體的金屬構(gòu)件腐蝕的很厲害,要不斷地清理管道;還有氯化氫與錫發(fā)生反應(yīng),所以不能用鍍錫的方法進(jìn)行局部防滲。采用氨氣分解氣就可以解決這個(gè)問(wèn)題。
不銹鋼滲碳溫度為960~1000℃,滲碳速度約為0.2mm/h。滲碳?xì)夥諡榧妆?氨氣;通氨氣量按甲苯分解量和消耗量進(jìn)行計(jì)算,使通入的氨氣量與甲苯的產(chǎn)氣量成一定比例。通氨氣量少會(huì)使?jié)B碳層出現(xiàn)不均勻的波浪狀分布;通氨氣量過(guò)大,氨氣分解不充分,與二氧化碳反應(yīng)在出氣口出現(xiàn)碳酸銨白色粉末,堵塞出氣口。不銹鋼滲層一般要求0.1mm~0.15mm。
滲碳組織中容易出現(xiàn)孿晶碳化物帶出現(xiàn),碳化物也比較嚴(yán)重。所以在滲碳之后后續(xù)處理工藝應(yīng)該包括:①正火+高溫回火,細(xì)化表面滲層組織;②淬火+回火;③工件表面鈍化處理,提高表面耐蝕性。鈍化液是硝酸或硝酸與重鉻酸鈉水溶液,硝酸比例是每升溶液中加入300~500g的硝酸(硝酸密度d=1.42),重鉻酸鈉加入量是溶液質(zhì)量的2%~4%。室溫處理時(shí)間為浸漬20min,形成氧化鉻保護(hù)膜,然后清洗干燥。