316不銹鋼的緊固件表面離子滲碳

2015/8/9 9:02:02| 分類: 默認分類

16不銹鋼因具有良好的耐蝕性,焊接性能和冷加工性能而大量用于緊固件制造,主要是螺栓螺釘產品。然而,316不銹鋼的硬度低(200-250HV0.3),耐磨性能和抗刮擦性能差,嚴重影響了316不銹鋼螺釘的使用壽命。對一些特殊的螺釘、螺母不能滿足使用要求而限制其在生產中的應用。因此,提高316不銹鋼的耐磨性能顯得尤為重要。

  為了改善316不銹鋼緊固件的表面性能,往往是采用表面硬化處理的方法,來提高其表面耐磨性和抗刮擦性能,如滲氮、氮碳共滲、滲碳和離子注入等熱處理工藝。其中316不銹鋼的低溫滲碳處理具有硬化層厚,硬度梯度平緩、韌性好、承載能力高等優點,是一種十分有效的熱處理方法。

  另外,由于在含氧環境中,不銹鋼始終覆蓋著一層化學穩定性極佳,且能夠自行修復的Cr2o3鈍化膜,使不銹鋼具有了優良的耐蝕性能,而在離子熱處理過程中,由于離子轟擊的作用和低氧富氫的氣氛可以消除不銹鋼表面鈍化膜的影響,所以不銹鋼無需進行任何專門去除鈍化膜處理工序。

  316不銹鋼螺釘分別用丙酮和酒精清洗試樣表面,采用等離子真空熱處理裝置,滲碳處理工藝如下:電壓:400-700V,電流:3A,氫氣:85-99%,丙烷:15-1%,溫度:500-550℃,時間:6-8h,氣壓:400Pa。滲碳結束后,試樣在真空爐中隨爐冷卻到室溫。

  爐內氣氛為氫氣:丙烷=90:10,經滲碳處理層深約50μm,滲碳層組織均勻,結構致密且有碳化物析出,呈現白亮層特征,表面硬度大于950HV0.3,而未處理的試樣硬度僅為240 HV0.3,既表面硬度提高了4倍。同時,在50μm滲層范圍內硬度值隨滲層增加而逐漸下降,并接近基體的硬度值,滲層的硬度梯度比較平緩,這對滲層減少脆性及提高基體的扭矩力矩能力十分有利。

  利用光學顯微鏡、顯微硬度計、XRD電化學測試技術對316不銹鋼表面組織和性能進行檢測,316不銹鋼滲碳層表面獲得單相碳過飽和固溶體,不僅表面硬度得到顯著提高,而且表面耐蝕性能也有所改善,保持著良好的抗蝕性能,平衡電位有所提高,其抗孔蝕性能優于未滲碳不銹鋼試樣,在不銹鋼高強度螺釘的生產中具有實際使用價值,值得推廣運用。

 


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