螺杆料筒氮化解剖
螺杆料筒氮化解剖
一)螺杆料筒氮化的机理
氮化是将螺杆料筒放入大量活性氮原子的介质中，在一定温度与压力下，把氮原子渗入螺杆料筒表面，形成富氮硬化层的热处理。
二)螺杆料筒氮化的作用
1、氮化能使螺杆料筒表面有更高的硬度和耐磨性。例如用38CrMoAlA优质合金钢制作的螺杆料筒经氮化处理后表面的硬度可达HV950以上，相当于HRC=55°—58°，而且氮化后的高强度和高耐磨性保持到500—600℃，不会发生显著的改变。
2、能提高抗疲劳能力。由于氮化层内形成了更大的压应力，因此在交变载荷作用下，螺杆料筒表现出具有更高的疲劳极限和较低的缺口敏感性，氮化后螺杆料筒的疲劳极限可提高15—35%。
3、提高工件抗腐蚀能力，由于氮化使螺杆表面形成一层致密的、化学稳定性较高的ε相层，在水蒸气中及碱性溶液中具有高的抗腐蚀性，此种氮化法又简单又经济，可以代替镀锌、发蓝，以及其它化学镀层处理。此外，有些螺杆料筒经过氮化，不但可以提高耐磨性和抗腐性，还能减少机械与螺杆料筒的粘合现象，延长机械的工作寿命。
三)螺杆料筒氮化的实现方法——气体氮化
气体氮化是将螺杆料筒放入一个密封空间内，通入氨气，加热到500-580℃保温几个小时到几十个小时。氨气在400℃以上将发生如下分解反应：2NH3—→3H2+2[N]，从而炉内就有大量活性氮原子，活性氮原子[N]被钢表面吸收，并向内部扩散，从而形成了氮化层。以提高硬度和耐磨性的氮化通常渗氮温度为500—520℃。停留时间取决于渗氮层所需要的厚度，一般以0.01mm/h计算。因此为获得0.25—0.65mm的厚度，所需要的时间约为20—60h。提高渗氮温度，虽然可以加速渗氮过程，但会使氮化物聚集、粗化，从而使零件表面层的硬度降低。
对于提高硬度和耐磨性的氮化，在氮化时必须采用含Mo、A、V等元素的合金钢，如38CrMoAlA优质合金钢。这些钢经氮很后，在氮化层中含有各种合金氮化物，如：AlN、CrN、MoN、VN等。这些氮化物具有很高的硬度和稳定性，并且均匀弥散地分布于钢中，使钢的氮化层具有很高的硬度和耐磨性。Cr还能提高钢的淬透性，使大型零件在氮化前调质时能得到均匀的机械性能。Mo还能细化晶粒，并降低钢的第二类回火脆性。如果用普通碳钢，在氮化层中形成纯氮化铁，当加热到较高温度时，易于分解聚集粗化，不能获得高硬度和高耐磨性。抗腐蚀氮化温度一般在600—700℃之间，分解率大致在40—70%范围，停留时间由15分钟到4小时不等，深度一般不超过0.05m m。对于抗腐蚀的氮化用钢，可应用任何钢种，都能获得良好的效果。
