顾美芳外文翻译.doc

无锡交通高等职业技术学校

毕业设计(论文)外文资料翻译

学 院： 机械工程院
专业班级： 机电一体化 071231班
姓 名： 顾 美 芳
学 号： 2213405007
(用外文写)
外文出处： Analysis of heat treatment Volume 16
January 2007,Pages289-294
附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。

指导教师评语：

签名： （亲笔签名）
年 月 日
注：请将该封面与附件装订成册。

同时离子渗氮和硬化处理的沉淀硬化塑料模具钢

摘要
同时渗氮和硬化热处理沉淀硬化工具钢进行了内部直流脉冲等离子体氮化反应堆。做单一的热处理周期，因为离子渗氮和时效硬化过程大约发生在同样的温度范围和时间。样本是铬镍铝硬化钢，中溶解和溶解的硬化条件下，进行了测试。离子渗氮和硬化问题，进行了的500_C不等的2和8小时，增加了表面硬度多达1000HV，生产之间的硬化深度100微米和200微米。核心硬度溶解样品增加30至39罗克韦尔ç后的离子渗氮处理证明的可能性，氮化和硬化的周期相同的待遇。 前样品没有任何过度硬化后，同时离子渗氮和硬化的治疗。耐腐蚀性离子渗氮后增加时，复合层的形成。 2006年爱思有限公司保留所有权利。
1 .导言
连续增长在该地区的活动工程塑料在过去几年导致的必要性发展低成本，高性能工具钢模具。新的合金和替代路线允许制造获得注塑模具具有高的机械磨损和耐腐蚀性。
沉淀硬化工具钢正在使用中此应用程序收到了良好效果给予更好的质量，提高性能，降低成本，并导致时间[ 1 ] 。那个钢用在这项工作中是专为注射液模具工程聚合物[ 2 ] 。这通常是钢提供的解决方案处理条件下，与硬度从30.0到32.0HRC之间。在加热至500_C 四个小时，硬度达到38.0至42.0HRC之间，虽然相当高的机械性能可达到这个钢，有可能还增加有效期注塑模具通过表面加热如氮化。在氮化过程用来增加钢铁表面硬度和改善高周疲劳寿命，耐磨性和在某些情况下，耐腐蚀性能，以及[ 3-5 ] 。常规天然气和盐浴渗氮工艺不适合降水硬化钢，因为高温使用在这些过程中超过550 ç ，损害的核心内容是过硬化 。在这种情况下，离子渗氮是专门用于低温下的氮化动力学和微观控制可以很容易地完成，改善模具寿命，降低了生产成本注射模具。
在离子渗氮过程中允许控制微观结构的氮化情况。通过控制加工参数，如氮气混合气体：氢气，温度和时间，这是有可能获得氮化只有表面形成扩散区（光明氮化）或由化合物层和扩散区。扩散区决定的力量层，以及它的疲劳阻力[ 6 ] ，而复合层确定摩擦学特性和耐腐蚀性[ 7 ] 。耐蚀性提高由于形成复合层构成的高密度c0 - Fe4N和e-Fe2- 3N氮化物。电子氮化物具有较好的腐蚀阻力相比， c0氮化物由于其结晶结构和较高的氮含量。腐蚀阻力的氮化层，因此，依赖于此类型的氮化物形成的化合物层。
在这项工作中，合并离子渗氮和认真对待的铬镍铝可硬化模具钢的研究，特别把重点放在可能增加硬度为核心的老龄化，在同一时间这坚硬的表面层的过程中形成的热治疗。腐蚀行为的研究电化学方法。
2 .实验
化学成分的表面硬化模具钢证明在表1 。样品，最初溶解在900 ç ，表面加热在500 ç 在1 ，2 ，3 ，4 ，6 ，8，10和12 h ，以确定硬化曲线并指导氮化处理。样品中的溶解条件硬化后在500 ç在4小时进行了测试。直流脉冲等离子体氮化处理，进行了热壁反应器，从ELTROPULS 有限责任公司，在500 ç ，加热至2 ，4 ，6和8个小时，用混合气体组成的75 ％的氮气： 25 ％的氢气，压力为250帕，和电压470 V。
表面硬度采用维氏硬度1000克， 和硬度的相关硬度决定采用100克负荷维克斯硬度。罗克韦尔的核心'' C ''硬度前后离子渗氮待遇是衡量以前溶和溶解的硬度，以便进行比较的同时，使其暴露在热循环过程中的离子渗氮处理。
表1化学成分的表面硬化工具钢（质量%）
C
Si
Mn
Cr
Ni
MO
Al
Cu
P
S
0.17
0.40
1.54
0.29
2.92
0.26
0.98
1.00
0.013
0.001
光学显微镜被用来描述微观结构。 截面氮化标本，地面，抛光，并立刻使用Nital 4 ％浸泡试剂。氮化处理的深入决定NHT的标准方法。复合层厚度测量， 蚀刻后，使用图像分析系统的低地球轨道500MC 。 阶段形成的氮化的特点是X -射线衍射（X射线）的衍射菲利普斯用铜卡辐射， 当K = 0.1542纳米，在常规h/2h布拉格，布伦塔诺对称的几何形状。 恒电位和腐蚀分析软件，由乙二醇＆ G公司，模型的PAR 273A ，是用来评价的耐腐蚀性。电化学试验进行了在室温条件下在解决硫酸钠为0.05M ， pH值为3.0 。

图.1 结构钢中的溶解状态.氯化钛 4 ％

图.2 硬化曲线.在500度
3 .结果和讨论
微观结构钢中的溶解状态显示图。 1 。贝氏体和马氏体结构观察。平均硬度在溶解的状态下是31.5HRC，允许模具制造商使用机器制造设备，甚至使用电化学加工 。图， 2显示了表面硬化曲线在500度，表面硬化速度很快，多达6小时的处理。 最高硬度达到10小时的处理。 硬化时间所指出的钢铁制造商， 4小时， 不足以达到尽可能高的硬度， 但它给出了一个最佳组合之间的热治疗费用和良好的机械性能。
图3显示了氮化所生成的等离子渗氮处理。微观结构参数列于表2 。氮化处理2小时让我们获得一个光明的表面氮化物，只是所构成扩散区。越来越多的时间来准备这4小时的复合层的形成，氮化层随之增大。在氮化过程中与开始的微观结构和硬化的溶状态是相同的。图。 4显示了X射线衍射图谱获得溶解样品在氮化后， 2小时和4小时，经过氮化2小时。铁素体和c0-Fe4N峰值指到相应的扩散区。 4 h后的处理， 铁氧体峰值消失，使地方山峰索引作为c0 - Fe4N和e - Fe3N氮化物，相应的化合物阶层。光学显微镜和广泛耐药分析表明该结构的氮化层的时间依赖性。 氮化时间增加2至4小时可达到复合层的形成。众所周知，化合物层的形成依赖于时间，温度和氮化的潜力 [ 8-10 ] 。对于恒定的温度， 500 C和氮潜在的混合气体达到75 ％，增加时间 2至4小时就足以克服了阈值条件并允许该化合物层的形成。该化合物层厚度，经过慎重的镜像分析，平均6.0微米为起点的条件。表面结构是重要的，不仅为硬化，但腐蚀表面层。

图.3表面微观结构后，离子渗氮：（一）溶解样本-2小时;（二）溶解样本- 4小时;（三）硬化样本-2小时;（四）硬化样本- 4小时
表2离子氮化后的性能 在500度

2h
2h
4h
4h
核心硬度HRC
38.5
40.6
38.0
39.4
表面硬度HV1
916
761
1086
988
氮化深度
130
100
150
160
复合层
-
-
6.3
5.8
淬火的效果是估计表面硬度和淬火外形。考虑到开始硬化的先决条件是开始硬化的硬度是315HV和硬化结束后的硬度在390HV之内 ，这两个转换的价值，表2表明表面硬度增加的两个条件和表面化合物层是淬火产生的效果。图。 5显示了硬度概况后做了离子渗氮处理。最大硬度，测量在20微米深度，不能达到2小时的效果。较长时间的最高硬度增加值高于800 HV0.1 作为一个是高氮回升扩散通过铸模。样品的溶解出现硬化效果高于那些获得的硬化样本。 这是与铝结合成为氮化物的形成而提供。对于已经结束的样本，部分铝含量在钢铁中消耗为Ni3Al沉淀， 在硬化前做渗氮处理，使少量的铝含量可用于氮化物沉淀反应。
可能使用等离子技术的同时硬化和氮化处理依赖核心硬度的反应。核心硬度达到后， 离子渗氮处理则列于表3时间多达8个小时考虑到核心硬度开始，所有的处理事实上是有效增加核心的硬度溶解样品在40HRC之上，这证明，同时硬化和渗氮处理有可能完成。另一方面，硬化样本保留核心硬度处理后避免过硬化进程为检验周期。发现离子渗氮试验已接近预期从单一硬化的治疗效果，如图2所示，显示使用过程中额外加热过程中的氮化不影响核心硬度。

图.4 X -射线衍射模式的硬化样本在氮化2小时（a）和4 h（ b ）项。

图.6 电极化曲线
表3核心硬度后离子氮化，罗克韦尔C
氮化时间
2h
4h
6h
8h
溶解
38.5
38.0
38.7
40.5
溶解和硬化
40.6
39.4
39.8
39.9
图6显示了阳极极化曲线的氮化和非氮化样品。这是有可能观察到的非氮化样本不显示的主要钝化潜力（埃普）或钝化膜爆发潜力（七十三） 。此外， 目前在不断增加阳极扫描，达到电流密度的限制。极化曲线4小时氮化范例显示一个大面积钝化电位（与电流密度为10_5 A/cm2),） ，显示了充分的氧化还原电位地区。一般腐蚀预计将发生在有效面积和蚀损斑腐蚀领域中（高达1.3V） 。那个有效的方面显示了低电流密度，显示该发生的一般腐蚀不再是那么重要了。 这些结果表明，耐腐蚀性能是增加离子渗氮。根据文献 [ 7 ] ，被动的地区，极化曲线相关与形成复合层，作为观察氮化范例。

图.5 硬度概况
4 结论
氮化物的微观结构取决于热条件：时间，温度和大气化学。复合层的形成压制处理时进行较短时间。为了较长时间，氮化物是由一个外层复合层构成的混合r＇和e氮化物，其次是扩散区。
淬火效果是依赖于渗氮时间， 增加了1000HV不再受超过2小时硬化的影响，日益增加的氮化物沉淀强度扩散区和复合层的形成。在离子渗氮处理完成的溶解样本导致硬化效果有点高于获得的溶解和硬化标本， 因此较高的铝含量固溶体是铸模的最好解决办法。
耐腐蚀性等离子渗氮后形成一个复合层。这是铸模性能的一个额外的优势，当腐蚀塑料或潮湿的大气层是存在的在注射过程中。
经过离子渗氮，核心硬度溶解样品上升到一个高水平的硬化曲线中，当溶解和硬化样本氮化物可以观察到核心硬度的减少，这些结果同时证明，硬化和氮化处理这样做可能会使用单一的处理周期热直流脉冲离子渗氮反应器的低温度为500_C。