鑄鐵是工業上廣泛應用的一種鑄造金屬材料，它具有優良的工藝性能和使用性能，生産工藝簡單，成本低廉。高強度鑄鐵和特殊性能鑄鐵還可以代替部分昂貴的合金鋼和有色金屬材料。經過離子滲氮處理的鑄鐵在耐磨耐蝕等情況下使用性能更優越，經濟效益可觀。

1、 鑄鐵材料特點

鑄鐵中的碳和矽很高，一部分碳以石墨狀态下存在阻礙氮的擴散，而矽固溶在鐵素體形成了含矽鐵素體，滲氮時形成矽的氮化物，同樣也阻礙氮的擴散，因此鑄鐵形成後的滲氮層很困難，滲氮時間需很長。灰鑄鐵含有大量石墨，存在疏松、氣孔等缺陷，滲氮對氮原子擴散起機械阻礙作用。由于鑄鐵在滲氮溫度下長時間加熱，工件變形和降低基體性能，需要加以避免。另外鑄鐵中石墨常含有油污雜質，粗糙的鑄鐵表面和組織缺陷都會造成鑄鐵離子滲氮升溫時突然脫氣，影響正常的輝光放電，因此鑄鐵件屬于難清洗的工件。鑄鐵模具離子滲氮前的淨化處理是重要工序。

2、 原始組織

鑄鐵離子滲氮處理前的基體組織為鐵素體、鐵素體 珠光體、珠光體或細珠光體。不同基體組織的鑄鐵經過離子滲氮後，其化合物層和擴散層厚度不同，擴散層硬度也不同。灰鑄鐵組織和成分也不均勻，石墨呈片狀造成滲氮後鑄鐵表面化合物層不均勻，滲氮層硬化效果也不如球墨鑄鐵。球墨鑄鐵石墨呈球狀且分布均勻，基體組織和成分也比較均勻，因此滲氮後鑄鐵表面化合物層也比較均勻。而鑄鐵表面滲氮後形成的化合物層是鑄鐵具有高耐磨性和抗咬合性的關鍵。必須指出，大型高精度長壽命鑄鐵模具應采用合金化的高強度球墨鑄鐵制造。

球墨鑄鐵最佳離子滲氮的基體組織應是珠光體，但球墨鑄鐵中，大顆粒球狀石墨對鑄鐵總體強度産生不利影響，并在滲氮層與基體界面上成為内部缺口，在表面引起滲氮表面粗糙度增加。因此分布均勻的細球狀石墨，才可以得到最好的滲氮效果。

3、 化合物層

鑄鐵離子滲氮後的化合物層基本上由三種相組成，根據鑄鐵成分、原始組織不同和處理工藝條件變化，個相數量相應變化。

鑄鐵離子滲氮後的化合物層硬度可達800~1100HV，化合物層厚度可達4~15um。

4、 擴散層

矽是氮化物形成元素，滲氮時形成Si₃N₄，尤其當鑄鐵中含Si、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Mg、Ce及Al等氮化物形成元素時，擴散層彌散硬度效果更加明顯。含Cr、Ni、Mo的高強度合金鋼滲氮效果更好，而添加合金元素的球墨鑄鐵離子滲氮效果更加突出。

5、 尺寸變化

鑄鐵模具離子滲氮特點之一變形極小，滲氮後可以直接使用，也可稍加抛光後提高模具表面光潔度。但需注意強化陰極濺射對鑄鐵尺寸和表面粗糙度的影響。

鑄鐵在500~600攝氏度下長時間加熱Fe₃C會分解，産生鐵素體引起鑄件尺寸長大和變形。實踐證明，球墨鑄鐵在580攝氏度滲氮不超過6h，不會引起Fe₃C石墨化，即不會引起鑄鐵尺寸長大。因此，隻要選用适當滲氮溫度，在滲氮時間範圍内充分延長滲氮時間，可得到較深較硬的滲氮層，而不引起鑄鐵件的尺寸變化。

青島豐東熱處理專業提供熱處理服務，可為客戶提供化學熱處理(滲碳、滲氮、碳氮共滲)、真空熱處理、等離子熱處理(離子滲氮)、常規熱處理(含深冷處理)等四大領域的熱處理加工服務。歡迎新老客戶來電咨詢，我們将竭誠為您服務。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!