不锈钢渗碳工艺

广州Tony · 发表于 2016-10-19 09:15:26

刚才看到tom发的奥氏体不锈钢渗氮突然想到：能否拿不锈钢做渗碳处理呢，有什么工艺难点？
能否做到既耐腐蚀又耐磨？

tom · 发表于 2016-10-19 09:30:52

答案是肯定的。
道听途说：一个叫卡尔的外籍工程师无意中发现石油管路（材质奥氏体不锈钢）长时间在400多度工作，表面渗入过饱和的碳（天然气之类的介质），管路表面得到高硬度（1000HV以上）的S相（也叫扩张奥氏体），类似氮化白亮层，后来这位工程师将这项发明用于专业生产，该工艺叫Kolsterising工艺。

身在此山 · 发表于 2016-10-19 13:02:57

为提高不锈钢表面耐磨，资料一般建议渗氮。没有看到建议渗C 的资料。
有一种担心是，不锈钢如果渗C，会形成更多Cr的碳化物，造成钢的表面Cr，Ni含量低于 “不锈” 所需成分。

东方 · 发表于 2016-10-19 13:07:07

身在此山发表于 2016-10-19 13:02
为提高不锈钢表面耐磨，资料一般建议渗氮。没有看到建议渗C 的资料。
有一种担心是，不锈钢如果渗C，会形成 ...

没什么担心的呀 450℃以下做就好了人家这个工艺商业化了世界上真正知道Kolsterising工艺细节的估计没几个人

cnszgong · 发表于 2016-10-19 13:19:04

《国外金属热处理》2002年第6期有一篇论文《Kolsterising-不损失耐蚀性的奥氏体不锈钢和双相不锈钢的表面硬化》。
摘　要：采用一种富碳处理法，将奥氏体不锈钢和双相不锈钢的表面硬度提高到1000－1200HV，该法不导致形成碳化铬沉淀，因此，不会降低材料的耐蚀性。尽管硬化深度只是20－50μm，但该法能有效地消除这些不锈钢对粘着磨损的敏感性。

daswang · 发表于 2016-10-19 13:32:27

森科五金（深圳）有限公司：真空等离子硬化技术（PHT®）

1：低温离子渗碳处理（PHT.C):适用于奥氏体不锈钢（316、316L、304、1.4571等）；双相不锈钢（2205、2507等）；镍基及钴铬合金。
2：低温离子渗氮处理（PHT.N):适用于沉淀硬化不锈钢（630、17-4、13-8等）；铁素体不锈钢（430等）及马氏体不锈钢。

真空等离子硬化处理(PHT)，是大量碳/或氮低温扩散至金属基材的表层形成10-40μm硬化层。通过我司特有的处理方式，可保证不生成铬的化合物沉淀，从而使硬化层坚韧而耐腐蚀。如奥氏体不锈钢零件经PHT处理后机械性能显著增强，零件表面硬度、抗磨损性能、强度及延展性，有数倍或数十倍的提高。

1.表面硬度提高至900-1300HV0.1；硬化层10-40μm（具体硬度和厚度视基材而定）；
2.呈单一S相，不改变奥氏体不锈钢无磁或弱磁特性、耐腐蚀性极佳（处理后316L不锈钢，耐中性盐雾试验可大于1000小时)；
3.处理后呈零部件本色、白亮光滑，零件尺寸稳定性好变形小；
4.基于表面扩散处理工艺，硬化表层无脱落分层风险，优于镀膜及涂层技术；
5.可对零件进行局部硬化处理；
6.可抗滑动、耐磨蚀及空蚀等（如表面有高强度耐磨损的服役环境）；
7.不含六价Cr等RoHS指令禁止的元素，适用于医疗及食品工业。

经PHT处理的零件具有表面坚韧、耐磨损、抗腐蚀、抗划伤的特性；可广泛用于流体泵、阀及接头、汽车配件、紧固件、钟表、食品、制药设备配件及不锈钢消费品。

我司目前员工2000余人，真空设备100余套，是表面处理行业知名厂家，2011年被评为“国家级高新技术企业”。

网址：http://shop1401497319305.1688.com/

身在此山 · 发表于 2016-10-19 14:13:06

本帖最后由身在此山于 2016-10-19 14:25 编辑

东方发表于 2016-10-19 13:07
没什么担心的呀 450℃以下做就好了人家这个工艺商业化了世界上真正知道Kolsterising工艺细节的估 ...

说两叉了！
楼主的问题是 “既耐腐蚀又耐磨？”

经Kolsterising工艺处理的零件表面 “高硬度且耐蚀”。但渗层太薄，不适用于要求耐磨的零件，据说目前基本上当做一项表面处理技术，用于对表面质量有 “耐刻划” 要求的奥氏体不锈钢零件。

话说回来，Kolsterising工艺的重点，是如何在低温渗C 之前先除去不锈钢工件表面的氧化铬并持续保持工件在渗C 过程中不生成新的氧化铬。这个关键细节世界上确实没几个人知道。如果一旦公开，神秘的Kolsterising工艺恐怕跟现在低温渗氮，软氮化一样成为萝卜白菜，满大街随处可见。

cnszgong · 发表于 2016-10-19 14:29:33

本帖最后由 cnszgong 于 2016-10-19 14:42 编辑

身在此山发表于 2016-10-19 14:13
说两叉了！
楼主的问题是 “既耐腐蚀又耐磨？”

表面硬度提高到1000－1200HV、硬化深度只是20－50μm的奥氏体不锈钢零件，如果作为受力部件会不会出现“渗层脆断”！！！

清淡 · 发表于 2016-10-19 14:54:06

渗碳后估计防锈能力将会降低，晶间腐蚀开裂倾向将会增加。所以一般不建议渗碳，我们的现在有个检测就是表面渗碳检测，有渗碳的直接报废。

cnszgong · 发表于 2016-10-19 15:00:22

清淡发表于 2016-10-19 14:54
渗碳后估计防锈能力将会降低，晶间腐蚀开裂倾向将会增加。所以一般不建议渗碳，我们的现在有个检测就是表面 ...

就是零件在保护气氛下加热，零件表面不能有增碳和脱碳。

清淡 · 发表于 2016-10-19 15:11:41

cnszgong 发表于 2016-10-19 15:00
就是零件在保护气氛下加热，零件表面不能有增碳和脱碳。

以前我就问，为什么我们炉子一定要使用氢气炉，现在我知道为什么了。

cnszgong · 发表于 2016-10-19 15:13:04

清淡发表于 2016-10-19 15:11
以前我就问，为什么我们炉子一定要使用氢气炉，现在我知道为什么了。

好像我也知道一点点。

清淡 · 发表于 2016-10-19 15:15:03

cnszgong 发表于 2016-10-19 15:00
就是零件在保护气氛下加热，零件表面不能有增碳和脱碳。

前段时间我主管给我看了一份技术要求，上面写不许有渗碳和脱碳，渗碳我知道不好，但是为什么有脱碳，脱碳后有什么不利吗？我想不到为什么！

cnszgong · 发表于 2016-10-19 15:23:39

清淡发表于 2016-10-19 15:15
前段时间我主管给我看了一份技术要求，上面写不许有渗碳和脱碳，渗碳我知道不好，但是为什么有脱碳，脱碳 ...

我不知道这个零件的加热温度多少，那么可否按渗碳加工的晶界内氧化对零件机械性能的影响来解释？

aaron01 · 发表于 2016-10-19 15:34:29

cnszgong 发表于 2016-10-19 14:29
表面硬度提高到1000－1200HV、硬化深度只是20－50μm的奥氏体不锈钢零件，如果作为受力部件会不会出现“渗 ...

零件有各种服役情况的，比如手表上的钢件，用不锈钢渗碳就是很成熟的技术，最贵的那种表就是用的这个技术，不会锈不会磨损啊。手表那种受力模式，只需要考虑磨损就行。

广州Tony · 发表于 2016-10-19 15:34:35

清淡发表于 2016-10-19 15:15
前段时间我主管给我看了一份技术要求，上面写不许有渗碳和脱碳，渗碳我知道不好，但是为什么有脱碳，脱碳 ...

脱碳不会造成局部贫碳导致抗疲劳强度降低么？

东方 · 发表于 2016-10-19 15:36:39

身在此山发表于 2016-10-19 14:13
说两叉了！
楼主的问题是 “既耐腐蚀又耐磨？”

提高滑动摩擦能力不是耐磨吗

清淡 · 发表于 2016-10-19 15:38:06

广州Tony 发表于 2016-10-19 15:34
脱碳不会造成局部贫碳导致抗疲劳强度降低么？

我认为这点碳对强度的影响可以忽略，但是不知道还有没有其他影响。

cnszgong · 发表于 2016-10-19 15:39:18

aaron01 发表于 2016-10-19 15:34
零件有各种服役情况的，比如手表上的钢件，用不锈钢渗碳就是很成熟的技术，最贵的那种表就是用的这个技术 ...

学习了。
听说现在手表齿轮有”山地“打印直接成型技术了。

身在此山 · 发表于 2016-10-19 16:00:24

东方发表于 2016-10-19 15:36
提高滑动摩擦能力不是耐磨吗

不太确定你说的“提高滑动摩擦能力” 的确切意思。
如果是指改善表面润滑（减小摩擦系数），叫减磨！例如：改善摩擦表面粗糙度，给摩擦表面加润滑油，亦是减磨，不是为了让材料耐磨。

aaron01 · 发表于 2016-10-19 16:05:00

cnszgong 发表于 2016-10-19 15:39
学习了。
听说现在手表齿轮有”山地“打印直接成型技术了。

我说的手表零件主要还是说表壳金属件，和人手直接接触会有盐分的腐蚀问题，所以采用不锈钢，普通不锈钢没有硬度不耐磨。怎么解决，三种质量标准;
1, 最高标准是用的奥氏体不锈钢渗碳工艺解决。
2，其实是马氏体不锈钢钝化抛光处理。
3，再次是淬火钢加镀铬，就是我们说的克罗米钢表。

东方 · 发表于 2016-10-19 16:10:53

身在此山发表于 2016-10-19 16:00
不太确定你说的“提高滑动摩擦能力” 的确切意思。
如果是指改善表面润滑（减小摩擦系数），叫减磨！例如 ...

高速时轴配合轴瓦的模式就是滑动摩擦

cnszgong · 发表于 2016-10-19 16:11:38

aaron01 发表于 2016-10-19 16:05
我说的手表零件主要还是说表壳金属件，和人手直接接触会有盐分的腐蚀问题，所以采用不锈钢，普通不锈钢没 ...

这个我知道的，用奥氏体不锈钢渗碳工艺处理后表壳既耐腐蚀有耐磨。这种手表表壳用”软布“擦、表面也像新的一样。
另外我觉得某些医用器械也可以用这种技术处理。

东方 · 发表于 2016-10-19 16:13:59

食品行业应用也不少

aaron01 · 发表于 2016-10-19 16:28:26

cnszgong 发表于 2016-10-19 16:11
这个我知道的，用奥氏体不锈钢渗碳工艺处理后表壳既耐腐蚀有耐磨。这种手表表壳用”软布“擦、表面也像 ...

是的，特别锋利的手术刀，这个也有很多应用，安全无毒防腐耐磨。过去30年，这项技术已经被越来越广泛地用到不同的领域，我们国家弄不出来也是一大憾事啊。

cnszgong · 发表于 2016-10-19 16:32:33

aaron01 发表于 2016-10-19 16:28
是的，特别锋利的手术刀，这个也有很多应用，安全无毒防腐耐磨。过去30年，这项技术已经被越来越广泛地用 ...

手术刀太高大上了，做刮胡刀刀片也很难。

hongqk · 发表于 2016-10-20 09:42:10

cnszgong 发表于 2016-10-19 16:32
手术刀太高大上了，做刮胡刀刀片也很难。

一个刮胡刀片如果使用寿命能提高很多倍，贵一点也是可以接受的。特别是那一大络腮胡，普通刀片几下就刮的痛了。

广州Tony · 发表于 2016-10-20 09:51:09

本帖最后由广州Tony 于 2016-10-20 09:53 编辑

C:\Users\Administrator\Desktop\不锈钢低温渗碳渗氮技术列表

不锈钢低温渗碳渗氮技术列表

确实需要大家的努力。

广州Tony · 发表于 2016-10-21 16:18:39

tom 发表于 2016-10-19 09:30
答案是肯定的。
道听途说：一个叫卡尔的外籍工程师无意中发现石油管路（材质奥氏体不锈钢）长时间在400多度 ...

Kolsterising 工艺是 20 多年前由荷兰人 Kolster 发明的。 2003 年， Bodycote 公司将该技术引进到北美。此工艺出现较早，目前已经处于成熟的生产应用阶段，满足了欧美一部分国家奥氏体不锈钢产品表面耐蚀强化的工业需求。实际生产中的 Kolsterising工艺处理方法主要分为 3 种，分别是 Kolsterising 22、Kolsterising 33 和 Kolsterising Duplex 。

广州Tony · 发表于 2016-10-21 16:21:41

身在此山发表于 2016-10-19 13:02
为提高不锈钢表面耐磨，资料一般建议渗氮。没有看到建议渗C 的资料。
有一种担心是，不锈钢如果渗C，会形成 ...

资料显示Cr的碳化物形成是在550℃以上，故目前成熟的已经商业化的奥氏体不锈钢渗碳均为低温渗碳工艺。

cnszgong · 发表于 2016-10-21 16:40:34

广州Tony 发表于 2016-10-21 16:21
资料显示Cr的碳化物形成是在550℃以上，故目前成熟的已经商业化的奥氏体不锈钢渗碳均为低温渗碳工艺。 ...

经过固溶处理的奥氏体不锈钢在500~850度加热，将铬从固溶体中以碳化铬的形式析出，造成奥氏体不锈钢的晶界腐蚀敏感性，所以在温度选择上可能有所限制条件。

广州Tony · 发表于 2016-10-21 16:53:15

cnszgong 发表于 2016-10-21 16:40
经过固溶处理的奥氏体不锈钢在500~850度加热，将铬从固溶体中以碳化铬的形式析出，造成奥氏体不锈钢的晶 ...

那经过固溶处理的奥氏体不锈钢应该要在500℃以下渗碳咯？

广州Tony · 发表于 2016-10-21 16:55:10

hongqk 发表于 2016-10-20 09:42
一个刮胡刀片如果使用寿命能提高很多倍，贵一点也是可以接受的。特别是那一大络腮胡，普通刀片几下就刮的 ...

看来洪总是深有体会吖

cnszgong · 发表于 2016-10-21 16:55:29

广州Tony 发表于 2016-10-21 16:53
那经过固溶处理的奥氏体不锈钢应该要在500℃以下渗碳咯？

这个不清楚。

zhqhnny · 发表于 2016-10-22 10:12:59

国内差距这么大，国家也不加大投入发展下，就知道卖地

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