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          不銹鋼低溫滲碳

          不銹鋼低溫滲碳

          不銹鋼低溫滲碳工藝可在不銹鋼表面得到一層硬度即高又有防銹性能的一層硬化層,其表面硬度大概為HV800、滲層厚度約20-30um。經過不銹鋼低溫滲碳工藝強化處理的不銹鋼能夠保持表面硬度的同時也能保證其表面的防銹特性。

          普通不銹鋼氯化工藝的缺點:

          不銹鋼的普通離子氮化工藝相對溫度偏高,得到的滲層硬度比較高,通常會大于HV900,但是,滲層的防銹性能大幅下降,做鹽霧試驗近幾小時就會出現銹斑。

          不銹鋼依其組織的不同而主要可分為奧氏體(Austenite)系不銹鋼、馬氏體(Martensite)系不銹鋼及鐵素體(Ferrite)系不銹鋼,因其優良的抗銹蝕特性而適合做為結構件或要求裝飾效果的外觀件等用途,如螺絲、螺帽、樞軸、插銷等工件;或如手表、手機等電子產品、飾品、家用電器的外殼等。


          一般不銹鋼的表面機械性質尚無法滿足實際應用上的需求,如常見的美國鋼鐵協會編號316L不銹鋼,含有重量百分比介于15至18之間的鉻、重量百分比介于12至15之間的鎳以及重量百分比介于2至3之間的鑰,其余為鐵與雜質,其硬度約介于HRB 50至HRB70之間,此種不銹鋼用于外觀件時,容易產生刮損或受撞擊而使表面破損。


          為解決上述問題,業界常使用滲氮及滲碳處理的方式,使不銹鋼工件表面的碳濃度增加或產生氮化物,進而提升其表面的機械性質,其中,又尤以滲碳處理廣為工業界使用。

          不銹鋼低溫滲碳工藝:

          一般而言,不銹鋼滲碳處理是于含碳氣氛的環境中,使工件長時間維持在特定溫度,使得碳原子得以進入工件表面而生成滲碳層,傳統滲碳方法是將不銹鋼材質放置于含有甲烷(Methane)的氣氛下,將不銹鋼工件加熱至華氏1900°與華氏2000°的溫度之間進行滲碳,然而,由于此種方法的滲碳溫度甚高(大于980°C),將使得不銹鋼工件的鉻與氣氛中的碳發生反應,使不銹鋼工件的表面缺乏鉻,進而使不銹鋼工件失去抗腐蝕能力。


          有鑒于此,以316L不銹鋼工件為例,其滲碳溫度最好低于連續變態曲線圖中C曲線的鼻部溫度。然而,若在低于前述鼻部溫度的環境下進行滲碳,則因不銹鋼工件表面存在有一鈍化層,而難以使碳原子滲入,阻礙滲碳層的生成,因此,進行低溫滲碳工藝前,需先將不銹鋼工件表面的鈍化層移除?,F有的此種低溫滲碳方法,先將不銹鋼在含氟或氟化物的氣體中,于250°C至450°C之間的溫度持溫數十分鐘,使不銹鋼表面的鈍化層轉換為氟化層,接著再將不銹鋼于400°C至500°C之間的溫度進行滲碳,相較于含有Cr2O3的鈍化層,碳原子較容易穿過氟化層而進入不銹鋼,故其滲碳深度可達約20μm,且硬度可提升至約HV800。另外,低溫表面硬化方法是先將不銹鋼置于含體積百分比為20%的HCl的N2氣體中,并在華氏550°下持溫60分鐘,使不銹鋼表面的鈍化層活化后,然后再于華氏980°與880°之間的溫度進行滲碳。


          不銹鋼低溫滲碳對提高擴大不銹鋼應用范圍有著重大意義,國內外都有相關的應用,武漢銘高新材料有限公司在不銹鋼低溫滲碳方面的研究技術已經成熟,目前已投入市場。

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