1引言
金属注射成型对于使用接触应力不是很高，但需要抗惊厥和磨损的结构中，一般需要两个精度（例如IT6〜IT8级）具有高的硬度（如表面硬度≥45HRC）的形状复杂的部件，选择用于其生产过程中特性的材料，铁基烧结零件和材料时，它是优选的设计。然而，因素长期困扰设计者之一是部分变形引起的常规热处理。
本文探讨了铁基粉末烧结结构件加固离子氮碳共渗工艺具有精度等级的特点仍然是整理提高零件表面硬度，自上世纪80年代一些欧洲工业国家，并在工业生产的测试应用程序后，[1,2] 。
自的一种铁基烧结钢部件的特征的组合物是由钢不同，但也有一些孔的，和离子氮 - 碳合金元素的存在在一定程度上的微观扩散不均匀不均匀和组织的，金属注射成型因此不能复制在被处理部件的微观结构和性能的钢材部分穿透性工艺参数和预处理方法和工艺参数也不同[3,4]。在本文中，实际国内生产的粉末冶金一般工厂可以生产一些实验中，铁基烧结零件材料的化学成分，碳氮离子渗透工艺参数对的离子氮碳共渗的最常见的铁基烧结材料零件的渗透层的深度和表面硬度。
2试验材料和测试方法
选择在铁基烧结铁℃，铁Ç铜，铁Ç铜钼系列常用样品材料部件和材料，在表1所示的粉末材料中，样品的化学组成示于表2中的双向压制由烧结1120℃，金属注射成型保温1小时制备10毫米×10毫米×10毫米压块，烧结气氛为氮气氛。调节浓度，使生坯密度烧结体67克/厘米3。
离子氮碳共渗试验10kW的等离子氮化炉。在氢和氮90:10的混合气氛碳氮共渗气氛中，输入C3H6O（丙酮），以产生一个含碳气氛，金属注射成型其加入量为1％至9％的范围内调整。处理温度为540〜640℃，保温时间，分别1,2,3,5h，随炉冷却处理后。
用的D / max-3B型表面相的X射线衍射分析的用光学显微镜氮化层和测量的情况下的深度，通过微硬度的表面硬度，负载百克测观察。
为了保证测试的数据的准确性，使用精确的温度测量和控制在日本的方式加倍波比主要由色温计[5]，配备有质量流量计的气体供应系统，以消除因素，可能导致测试错误。
不同（与压实的阴模腔的表面接触）的外层的密度因所得样品阳性压制面（与模具表面压块红面接触）的加压过程的特性和加压侧表面，从而使表面样品碳氮共渗层结构由[6]，本文只侧压面样本进行了调查不同。
3测试结果与讨论
31三种材料相扩散层
铁基烧结材料离子碳氮共渗处理，从化合物层和扩散层所得到的渗透层的表面的一部分。复合层由ε相[亚铁〜3（N，C）和γ'相（Fe4N）组成。 ε相占据的氮原子有序的Fe相结构的晶格密堆积六方间隙位置，γ'有序相是氮原子占据面心立方晶格的间隙位置的Fe相结构。扩散层由含氮化合物和α相组成的。为形成在扩散层γ含氮化物材料元件可以形成氮化物分散的Fe C，铁ÇCu材料，也可以在针'相析出而形成的扩散层。通过改变材料和工艺参数的化学组合物可与不同的内容来获得。不同的相位结构的材料也表现出不同的韧性和硬度。相组合物与扩散层的层深入的研究，并有助于控制材料的表面结构，以获得所需的表面特性。
580℃后，保温2h离子碳氮共渗处理，铁C，X射线衍射的FeÇ铜，在图1中图示的示例结果的几个部件的铁Ç铜钼相分析表明，在铁C中的添加Cu的材料，有利于增加γ'相含量（见曲线2），金属注射成型其可具有一个面心立方结构和Cu有关。
莫是一个强大的氮化物，碳化物形成元素，将导致更高的样品表面的氮，碳浓度渗透，所以莫是赞成增加的比例增加（见图表3）ε相。
32个参数对渗层深度的影响
321渗对渗层深度的氛围
样品是在580℃的渗透治疗，气氛N 2：H 2固定9:1，输入C3H6O蒸气分别调整为1％到大气中，保温2h的总体积分数的9％，研究了化合物层的深度和在图2中由图2，＃1，＃2可见所示的结果，＃3三成分化合物层的样品增加的碳气氛加厚，当C3H6O蒸气占气氛的7％，都表现出极值性质，后超过7％，化合物层较薄。这是由于在碳原子到大气中的比例的增加，增加了碳量，和碳的化合物能促进渗透层的厚度。当在大气中的碳含量达到较高的浓度，初始渗透方法更多个碳原子渗透并占用了大量的空间中的位置会阻碍氮的进一步渗透，
它延迟以相同的速度保持时间化合物层的厚度。
温度对渗层深度影响322
在进行离子渗，氮碳共渗固定时间，观察到铁C，铁Ç铜，样品氮化层的FeÇ铜钼三种成分在与图3中所示的温度变化中的法律结果化合物层中的气氛和其它参数的组合物。金属注射成型如可以从随温度的增稠图3化合物层，其是N，C原子渗透随温度上升率可以看出，加快，在600〜620℃达到最大。后620℃渗透方法中，化合物层深度的Fe C示例是为23μm，为16μm的铁Ç铜;经过600℃的渗透过程中，铁Ç铜钼205μm的样品化合物层的深度。合金化温度超过600〜620℃，化合物薄层，其可以是过高的温度加速-N，C原子扩散到衬底内的材料，即在样品表面层少富集，但化合物的形成层被削弱ε相或γ'相的浓度。
对扩散层的厚度和它的化合物层上的影响合金化温度的效果有相同的趋势，在图4所示的测试结果，但具有不同的峰位置，它与相关的扩散层的γ相形成的。根据铁ÑÇ三元相图表明，在下面560℃不能形成随温度的γ相扩散层深度的增加。上述565℃，气温随之而来的γ增加变稠。因为更多的溶质可以是N，C原子，在γ相的氮是比扩散系数DγN氮扩散系数α相DαN小得多，这样，在该温度范围内，并显示γ相的增加，N原子放缓至扩散器的心脏，减少扩散层深度。后560℃〜580℃的渗透处理，试样的扩散层深度为Fe C 045〜065毫米，铁Ç铜是0 23〜038毫米，铁Ç铜Mo为0 17〜025毫米。
保温时间对渗层深度影响323
三个离子碳氮共渗处理铁基材料，将温度固定在580℃，丙酮引入到体积分数的量固定为7％，分别绝缘1,2,3,5h，其浸润深度检测结果在图5图金属注射成型5示出，渗透深度烧结钢三种成分是与保持时间的增加所示。研究共同化合物层厚度约为出血时间密集钢，复合层的厚度会随着退火时间增加了抛物线规律，一般在保温2〜化合物层3h后不再明显增厚。此测试的结果，但观察烧结钢已经表明，该化合物层的厚度和保持时间几乎是线性的关系（见图5）。这主要是一定量的粉末冶金零件和材料中的孔，在从该表面作为在基板内的通道，以在扩散过程中的氮和碳原子的孔隙中。因此，在渗透过程保持时间，增加化合物层的厚度。绝缘5H，化合物层深度铁C和铁ç铜钼品尝到26μm，铁铜Ç样品17为5μm。
工艺参数对表面硬度的影响33
在氢N2的氮气氛进入丙酮的量对大气的表面硬度的碳含量的331效果：H 2= 9：1金属注射成型，在580℃的调节为铁℃，铁Ç铜钼烧结材料样品碳氮渗透过程（保温2h），图6中所示的表面硬度试验数据如可从图中可以看出随着碳势（输入C3H6O的增加），样品表面的硬度增加，在7％达到最大值，铁的表面硬度C示例是600HV01，铁ç铜钼再次一种760HV01.当大气中的碳增加了9％，硬度下降。这种趋势和化合物层相同的处理条件类似的情况下的厚度变化。
的现象的形成主要是由于碳原子后的渗透表面先形成渗透治疗过程中的微小粒子碳化铁，虽然其硬度小于ε相，但这些点变得利于ε相的非自发成核位点，并因此与碳气氛输入增加的内容ε相的量增加，硬度也增加了。当后超过7％的碳的量进入大气层，碳化铁含量显著增加，构成该化合物层为碳化铁+ε相，以及使表面硬度降低。
332的表面硬度合金化温度的效果
当保持时间固定为2小时，碳气氛的体积分数被固定在7％，在铁℃，铁Ç铜，铁Ç铜钼烧结材料样品软氮化处理，表面硬度测试数据图的不同温度7，其中，在图8所示相分析结果的不同温度下的铁ç铜钼烧结材料样品的X射线衍射。。ε相对硬度大于γ'相，因此，试样的ε相高含量也很高的硬度。 620℃通过处理得到几乎所有的γ'相，样品的表面硬度显著降低。将温度升高至640℃，ε相的少量的出现，因此，硬度和稍微增加（参见图8）。
铁Ç铜钼含有Mo的少量样品和Mo是强氮化物形成元素，在适当的条件下，金属注射成型MON微粒的形成可以在加强发挥作用，这是显而易见的，在580℃硬度高于样品渗透后其他两个材料。将温度升高到600℃以上，MON分解，损失加固，使表面硬度降低。
保温时间对333表面硬度的影响
碳的效果，当氮气透过在580℃，碳气氛的体积分数被固定在7％，保持时间对材料表面硬度。在图9所示的结果可以从图中温育2小时可以发现，铁Ç铜获得更高的表面硬度（640HV01），三种烧结钢保温3h可以得到最高的表面硬度，铁C为770HV01，铁ç铜是650HV01，铁ç铜Mo为880HV01，继续延长保温时间5h，铁C和铁ç铜钼材料的表面硬度和正在减少。金属注射成型只有铁çCu材料硬度成的保温2h5H范围呈小幅上升趋势。
4。结论
金属注射成型离子氮碳共渗处理中，当第2保持时间〜3小时，C3H6O（丙酮）输入的保护气氛时的总体积的7％的量的铁基烧结材料：
（1）的Fe C材料67克/ cm 3的密度，和在560℃〜620℃时，表面硬度得到530〜770HV01015〜065毫米所述扩散层的厚度，其中，12的化合物层厚度〜为23μm。
（2）在560℃〜580℃的FeÇCu材料67克/ cm 3的密度，所得到的表面硬度640〜650HV01的情况下的深度为0 23〜038毫米，其中8〜12μm的化合物层的厚度。
（3）在560℃〜580℃的FeÇ铜钼材料67克/ cm 3的密度，金属注射成型表面硬度得到760〜880HV01的情况下的深度为0 17〜025mm的其中的8化合物层厚度〜 17微米。
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