1.氮化温度的影响
氮化温度对淬火回火的W6Mo5Cr4V2高速钢渗层深度的影响如图所示,在质量分数为33%氰酸根的盐浴中,氮化时间固定为20min,在氮化温度由520℃升到540℃时,随着氮化温度的升高,扩散层深度增加比较缓慢。当氮化温度升高到550℃以后,则扩散层增加较为迅速。
(资料图片仅供参考)
在同样条件下,随着氮化温度的升高,渗层中的氮浓度升高,因而表面硬度增加。550℃以前随着氮化温度的升高,硬度增加比较缓慢,550℃以后,硬度值增加较为迅速。如下图所示。
2.氮化时间的影响
氮化时间对高速钢扩散层深度的影响如下图所示。对淬火回火的W6Mo5Cr4V2高速钢在质量分数为33%氰酸根的条件下,把氮化温度固定在540℃,随着氮化时间由10min增长到60min,渗层深度几乎成直线增加。
氮化时间对高速钢渗层硬度影响如下图所示。在同样条件下,随着氮化时间增长,扩散层氮浓度升高,因而渗层硬度增加。氮化时间在30min之前,渗层硬度升高迅速,随后变缓。
3.氰酸根含量对高速钢渗层硬度的影响
对淬火回火的W6Mo5Cr4V2高速钢,把氮化温度固定在540℃,把氮化时间固定为20min,然后在不同氰酸根盐浴中进行试验,氮化盐浴的氰酸根的质量分数由18%逐渐升高到质量分数为38%。在不同氰酸根含量时,氮化后的硬度值如图所示。氰酸根含量升高到质量分数为30%以前,随着氰酸根的升高,高速钢渗层表面硬度增加缓慢,氰酸根升高到质量分数为30%以后,渗层硬度增加较为迅速。
4.基体的影响
不同牌号的高速钢由于含合金元素的种类和数量不同,使得同样处理条件下,渗层的深度和硬度有所不同。
下图为国外对几种牌号高速钢的试验结果,在10~35min氮化时间内几种高速钢在渗层深度上有较大差别。总的来说,含钴的高速钢比不含钴的普通高速钢渗层深度要浅一些。普通高速钢之间渗层深度没有明显的差别。
由于高速钢抗回火能力强,处理后心部仍然保持高硬度(大于800HV),所以基体处于淬火状态和退火状态,处理结果差异很大。
下图分别为退火状态基体和淬火状态基体于550℃盐浴中作不同时间氮化后的样品断面硬度曲线。由图可见,退火状态处理后表面最高硬度只达到1000HV多一点,而心部硬度只有200HV多。如果把氮化时间延长到5h,高硬度层可以达到0.06~0.07mm,但心部硬度仍然很低。
数据表明,淬火状态的样品处理后表面硬度可以达到1200HV多,甚至更高,基体的硬度仍然保持在800HV以上,并且可以采用延长氮化保温时间的办法来使硬度梯度变缓,在3h保温以后,硬度梯度变得相当平缓。这一特性在高耐磨零件上应该得到应用。
基体淬火硬度也影响到渗层硬度,如图所示。基体硬度越高,则处理后表面硬度也越高。