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使用GNR S3直读光谱仪测试成品件渗氮层

发布日期: 2023-10-10
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在使用直读光谱仪测试成品件时,经常遇到样品表面与内部组织不一致的情况。有些客户会要求直接使用光谱仪检测产品表层材质,以了解金属表层处理效果。

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GNR S3测试现场


   金属表面处理方法中,只有化学热处理才会改变产品基体材料的化学成分。其他方法要么是改变基材金属本身的物理状态(硬度、韧性、强度等),要么是在其表面覆盖保护层(电镀、涂料、磷化等)。
   基材本身物理状态的改变,和表面的覆盖层都会在激发过程中会影响电火花的离子化效率,从而对整体或部分元素的检测数据产生影响。例如,直接测试表面有铜镀层的成品件,会使得铜含量结果偏高;有涂层的样品在单点激发时,前三个点会由于激发效果差(受涂层材质和厚度影响较大),导致数据不稳定,需要进行连续激发。但总得来说,这类不改变本体材料的处理方法对总体结果的影响不会特别大,都可以使用直读光谱仪进行测试。


气体渗碳法示意图


   在化学热处理工艺中,目前主要以渗碳、渗氮、渗硫和碳氮共渗为主。这些工艺使表层C/N/S元素含量明显高于内部主体部分,从而获得更加优良的表面性能。其中,渗氮工艺具有诸多优点,如处理温度低,具有较高的硬度、耐磨性和抗疲劳性能,耐蚀性好,*重要的是无需再次热处理,可避免热处理带来的变形和其他缺陷等。
   近日,我公司使用S3型直读光谱仪采用逐层打磨,再分别逐层测试的方法,帮助客户检测了表面带有渗氮层的产品。该客户为国内某摩托车品牌生产发动机内部齿轮配件。以下给出产品实物图,和具体测试数据。


客户产品激发后表面打磨实物图



表1. 使用S3测试渗氮产品数据


   上表中,每3组数据为一层,共激发了4层数据。可以看到,产品主体部分为低合金钢材料,随着打磨深度越深,N元素含量从0.28%逐渐降低至0.16%,说明渗氮工艺确实有效果。本次检测是受客户委托进行的探究性试验,没有具体考察每层打磨深度和含量之间的函数关系。要研究每一层渗氮深度及相关硬度、强度、微观组织等详细信息,还需要客户利用三坐标、硬度计和金相显微镜等工具对产品进一步深挖分析。


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