化学热处理工件的变形-渗氮工件的变形

渗氮能够有效地提高工件表面的硬度和抗疲劳性，并能在一定程度上改善其耐腐蚀性。渗氮温度较低，约为510～560℃，钢铁材料在渗氮过程中，基体金属不发生相变，因此，渗氮工件变形较小。渗氮一般是热处理的最后一道工序，工件在渗氮之后，除了高精度的工件还要进行研磨加工外，一般不再进行其他机械加工，因此，渗氮被广泛用来处理要求硬度高而变形小的精密零件。尽管如此，渗氮工件仍会产生变形。由于氮原子的渗入，使渗氮层的比体积增大，因此，渗氮工件最常见的变形是工件表面产生膨胀，由于表面渗氮层的胀大受到心部的阻碍，表层受到压应力，心部受拉应国作用。内应力的大小受零件截面大小、渗氮钢的屈服强度、渗氮层氮浓度及渗氮层深度等因素的影响。当工件截面尺寸较小，截面形状不对称、炉温和渗氮不均匀时，渗氮工件也会产生尺寸变化或弯曲与翘曲变形等形状畸变。

轴类零件经过渗氮后其变形规律是外径胀大，长度伸长。径向胀大量通常随工件直径的增大而增大，但最大胀大量不超过0.055mm。长度伸长量一般大于径向胀大量，www.hongchao-dg.cn其绝对值随轴的长度增加而增大，但并不随轴的长度变化而成比例的变化。渗氮的套类工件的变形取决于壁厚，胀大量减小，壁厚足够大时，内径有缩小的趋势。根据38CrMoAl钢制造的套筒在525℃渗氮后72h后内径和外径的尺寸变化与壁厚的关系。可以看出，壁厚小于20mm，内外径都胀大，壁厚大于20mm，内径缩小。

一般情况下，当工件的有效截面尺寸大于50mm时，渗氧处理的主要变形方式是表面膨胀。但随着工件横截面积的减小，当渗氮层的截面积与心部截面积之比大于0.05小于0.7时，除了表面膨胀外，还必须考虑内应力引起的变形，沿工件主导应力方向的变形量可以用下面的经验公式近似予以估算：
       
 = k   %
    
式中  △L——主导应力方向长度的增加；
      k——系数，取决于材料和渗氮工件横截面的形状；
      N——渗氮层的横截面积；
      K——心部的横截面积。
常用渗氮钢的k值如表1所示。
表1   常用渗氮钢的k值
工件横截面形状 38CrMoAlA 40CrNiMo
圆形 0.3 0.15
方形 0.4 0.2

更多信息
请直接与我公司服务人员联络（热线电话：400-699-1286），以获得更多的有关模具钢材的选择、应用、热处理及库存等相关资料。