不锈钢焊接管的表面氮化处理工艺方法

   氮化就是把氮渗入钢件表面，形成富氮硬化层的化学热处理过程．氮化和渗碳一样，虽然都是以强化不锈钢焊接管表面为主的化学热处理，但是它们是有显著差别的．氮化和渗碳相比有如下的特点：氮化后的零件表面有更高的硬度和耐磨性．例如，用304不锈钢焊管制作的零件，经氮化后表面硬度可达Hv= 950-1200，相当于HRc= 65-72，而渗碳淬火后表面硬度仅为HRc58-63，最高不超过HRc65。因此，不锈钢焊管氮化后的零件就比渗碳或氰化后的零件具有更高的耐磨性．而且氮化后的高硬度和高耐磨性可保持到500-600℃，不发生显著的改变，而渗碳件的硬度高于200℃时即开始降低，逐渐失去其耐磨性．(2)氮化温度，一般在500-600℃，较之渗碳和随后的淬火温度要低的多，而且渗层的高硬度可以由氮化直接得到，避免了淬火引起的变形，这就决定氮化变形是最小的．氮化处理温度越低，渗层深度越浅，氮化伴的变形也越小，因此，氮化常作零件最后的一道工序．氮化变形最小，可适用于处理精密零件，如精密齿轮，磨床主轴，精密丝杠等。与渗碳相比，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，氮化零件表现出具有更高的疲劳极限和较低的缺口敏感性，氮化后疲劳极限提高约15-35%，所以常用于提高弹簧抗疲劳能力。抗蚀氮化，出于不锈钢焊管表面形成一层致密的，化学稳定性较高的。相层，在水中，过热蒸汽以及碱性溶液中具有高的抗蚀性，可以代替镀锌、发蓝、以及其他化学镀层处理。因为氮化具有上述特点，它的应用也相当广泛．很多精密零件，如磨床主轴、镗床的镗杆，高速大马力柴油机上高精度的螺旋齿轮，航空发动机曲轴轴颈和汽缸套等，这些零件的尺寸精度要求很高，在热处理过程中变形要很小，并且在工作中经受强烈的摩擦，产生较高的温度，在这种磨损条件下承受离的动载荷或大的压强，通常只有氮化才能满足它的性能要求。

  由工业用不锈钢焊接管品种和成分表可见，工业焊管实际上含有杂质，主要是铁和硅，其次为铜、锰、锌、镁、钙等。这些杂质的含量和状态的变化对不锈钢焊接管的工艺性能有不同的影响。铝在结晶时常形成粗大的晶粒，在压力加工时容易出现裂纹。为使晶粒细化，可加一些难熔金属，如钽、钛、锆和硼等。铁在不锈钢焊接管中的溶解度很小，在655℃时仅能溶解0.05%，并随温度下降而减少，室温时仅溶入0.002%。因此，当铁在焊接管中的含量超过铝所能溶解的量时，就会形成一种呈针状晶体的铁铝化合物。由于这种化合物硬度高，性极脆，使铝的塑性变坏。硅在不锈钢焊接管中的溶解度也不大，在577℃时为0.65%，并随温度下降而逐渐减少，室温时仅为0.05%。因此，铝中含硅量超过0.05%，就会形成很脆的纯硅晶体，对铝的性能影响很坏。铝中铁与硅常是同时存在。这样，当熔化金属凝固时，除能生成基体铝、硅与铝以及铁与铝的化合物外，还可能出现新的铁一硅一铝化合物，使不锈钢焊接管的塑性变坏，尤其是其中呈针状的化合物为害更大。为消除铁、硅等杂质的针状或片状化合物，改善焊接管的塑性，一般常将不锈钢焊接管在热状态下锻轧，使它破碎，并进行长时间的扩散退火，以便能部分地收缩成圆粒状。如不经锻轧而只进行扩散退火，则只能收到部分的效果。