氮碳共渗工艺过程试验研究

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1、第"6卷第$期电力机车与城轨车辆W1E#"6*1#$"%%$年6月"%日HE8?:.B?K1?1O1:BP89N0@99’.@>9B:W8DB?E89X;E#"%:D!"%%$氮碳共渗工艺过程试验研究!"聂自强!梁韬!!#株洲新迪电热公司"湖南株洲$!"%%!#"#株洲电力机车厂"湖南株洲$!"%%!$摘要!介绍了&’(()!*可编程氮势控制系统!同时研究了氮碳共渗温度"时间"供氨量和炉压对+,-./01钢的渗层深度"表面硬度和硬度分布特性的影响!并获得最佳工艺参数#关键词!氮碳共渗$微机控制$渗层深度$表面硬度4中图分类号!’2!,)#3"文献标识码!5文章编号!!)

2、6"7!!36%"%%$&%$7%%,!7%+’89:9:;<=1>?@.A1>B:.BC:8?D>1E1C=F.1?899!"*GHIB7JB@>C!KG5*2’@1%!#ID;LD1;MB>CN&8@:’.8@:O8>:-1#!K:<#!ID;LD1;$!"%%!!-DB>@$"#ID;LD1;HE8?:.B?K1?1O1:BP8Q1.R9!ID;LD1;$!"%%!!-DB>@&5A9:.@?:’’DB9@.:B?E8F.898>:9@F.1C.@OO@AE8@L1:8F1:8>:B@E?1>:.1E9=9:8O>@O8<&’(

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4、&’(3$!*氮控仪接收现场氢分析仪的毫伏信号!%引言获知炉气的氨分解率$再根据仪表设定的氨分解率调由于电力机车上的传力销"连接销"连杆销等产品整氨气流量!将氨分解率控制在设定的水平!氨分解率都需要进行氮碳共渗!现行的氮碳共渗设备控制手段由多点记录仪连续记录(落后!造成产品质量的稳定性差!返工率较高(针对这%+&氨分解率控制精度在[+之间(种情况!我们设想采用微机控制氮碳共渗的主要工艺%$&工艺全过程自动调节!操作简便(实际操作时!参数!排除人为因素对机车产品氮碳共渗质量的影响(工人只要根据工件材料和技术要求!选定编号!启动运通过对连接销等产品进行氮碳共渗试验!研究共

5、渗时行(此后整个工艺过程的氨分解率由本系统自动控制(间"共渗温度"供氨量以及炉压对表面硬度的影响!检工艺结束!系统鸣铃通知操作人员出炉(氮碳共渗控制查渗层的显微组织!确定最佳工艺参数(系统原理见图!(!试验设备!#!系统组成整个系统由原井式氮化炉及&’(()!*氮势微机控制系统组成!其中的氮势微机控制系统由&’(3$!*智能数显可编程控制仪"氢分析仪和六点记录仪等组合而成!适用于工业炉氮势%氨分解率&的自动YGZ控制(图!氮碳共渗控制系统原理图!#"系统主要技术特点"氮碳共渗工艺试验方案%!&炉温由原氮化炉控制柜的控温系统进行控制(%"&&’(3$!*智能氮控仪上可对氨

6、分解率进行编材质选用+,-.01!工艺参数包括共渗时间"共渗温收稿日期’"%%$7%,7!+作者简介’聂自强%!(6%7&!男!工程师!!((+年毕业于大连铁道学院金属材料与热处理专业!工学学士!长期从事热处理工艺研究与开发工作(7!"7电力机车与城轨车辆!!""#年第#期度"供氨量以及炉压#即四因素$%分别采用$种不同的高%氮和碳原子的扩散系数都显著增大&工艺参数%进行了$炉实验&然后分别测定渗层硬度"渗层深度以及化合物层厚度#即三水平$&工艺参数为’时间!%#&’((温度’#"%)""*(炉+压+$!,--+./(供氨量!,#01(&检验方法包括’#2$采用普通光学

7、显微镜%按金相检查标准%观察金相试样的金相组织%测量试样的渗层厚度(图+温度对化合物层厚度和表面硬度的影响#!$用显微硬度计测量试样渗层的显微硬度分布&+&+时间的影响+试验结果分析及讨论氮碳共渗时间对化合物层厚度的影响与对渗层深)!*+&2试验结果度的影响相似&由图#中氮碳共渗时间和渗层深度#选取四因素三水平正交表345#+$%安排了$炉试的关系可知%渗层深度随时间延长呈抛物线增长%在验&逐一测定+’6784钢在$种工艺条件下的化合物!,+(之间渗层深度显著增厚%而在+,#(之间渗层深层厚度"渗层深度和表面硬度&根据测定的结果进行分度的