MGN工藝——多種氣體滲氮

時間：2014-03-22 17:14:58 來源：作者：

MGN，即多種氣體軟氮化，取英文譯名Multiform Gas Nitrocarburzong 的第一個字母。其主要元素有氮、碳、氧、硫、硼、鉻、鈦、稀土等。針對不同的材料配以不同的元素，以達到最佳的使用效果。這種工藝于2002年開始開發(fā)，使用已有5年的歷史，廣泛用于齒輪，模具，刀具，并得到用戶良好的反響。

MGN應用于齒輪
某廠的3模數載重汽車機油泵齒輪，材料40Cr，要求滲氮硬度≥HV10，化合物0.012mm-0.025mm,層深0.3mm-0.5mm,內孔變形要求<5um,一般氮化處理效果不理想，后改用MGN處理后，表面滲層硬度達到510HV10，化合物0.016-0.021um,滲層0.35mm，完全符合技術要求，而且氮化處理后不用再進行機加工，便可直接投入使用。某大排量摩托車過橋齒輪氮化要求，表面硬度大于680HV10，化合物0.01-0.018um，材料35CrMoV,采用MGN處理之后，產品全部合格。摩托車大部份滲碳零件均可采用這一工藝，摩配的品質將大幅度提高，不過采用這一工藝的至少要用40Cr調質。某廠生產的精密傳動大齒輪（ф455mm×25mm），原來采用18 CrMnTi滲碳淬火，發(fā)生翹曲變形報廢，后改用20CrMnTi調質后MGN處理，滲層深0.5mm以上，表面硬度810HV10，使用效果良好。
這一工藝兼有軟氮化與硬氮化的優(yōu)點，既有耐磨無脆性的化合物，又有硬度較高的擴散層，克服了軟氮化和硬氮化的缺點。可以取代硬氮化，但比硬氮化成本低，更耐磨。

MGN工藝應用于模具
MGN工藝用于模具主要加碳、氧、硫等元素。工件表面生成FeS、Fe3O4,是良好的減磨物質，使鋼鐵表面的磨擦系數減少50%-70%。高合金鋼經軟氮化處理脆性較大，抗疲勞不及MGN工藝，經MGN工藝處理的工模具通常比軟氮化處理使用壽命提高50%-100%。如：鉆頭、銑刀、鉸刀，使用壽命可以提高1-5倍不等；冷作模具、熱作模具壽命可以提高3倍以上。冷作模具Cr12系

列采用此工藝時一定要經過二次硬化。如：Cr12MoV, 推薦用1080℃加熱淬火，520℃回火三次，再進行MGN工藝處理。大型鋁合金壓鑄模（H13）可采用一般箱式、井式電爐進行調質，硬度為HRC38左右，直接加工，然后進行MGN工藝。山東濱洲活塞廠就是采用這一工藝。熱擠壓模H13的可以采用1080℃淬火，580-650℃回火，然后再進行多元共滲。只做淬火處理的熱擠壓模一般可用5000-6000次，進行MGN工藝的模具可用18000-30000次。

剃齒刀的MGN處理
    目前國內國外尚無比較可行的涂層方法來提高剃齒刀的使用壽命，要提高剃齒刀的使用壽命成了國內外的難題。本公司針對剃齒九的使用情況及結構，研究了一套行之有效的多種氣體共滲工藝，即MGN工藝，將N、C、O、S、P等元素滲入高速鋼基體，將高速鋼的硬度由原來的HRC64-66提高到HRC70-HRC71，由于O、S的滲入大大減小鋼與鋼之間摩擦系數，刀刃不沾鐵屑，提高了被加工齒輪的精度。
    特別是在高速鋼價格居高不下時，提高剃齒九的使用壽命勢在必行，剃齒刀進行MGN處理有以下幾個優(yōu)點：
1、使剃齒刀的使用壽命提高1-3倍，使被加工齒輪的工具省耗成本降低；
2、提高生產效率，在單位時間內換刀的次數減少；
3、剃齒刀不沾鐵屑，提高了被加工齒輪的精度；
剃齒刀的表面處理工藝使用條件：
    在剃齒刀磨損后，立即進行表面處理（MGN處理），再進行磨齒，磨完齒后可投入使用。當剃齒刀齒部再次磨損后不需再次進行表面MGN處理，只需要修磨刃口，因此，MGN處理不像涂層那樣需要多次涂層，而處理是MGN一次性處理。剃齒刀在反復修磨當中仍起作用，不用擔心硬化層被磨掉。
    節(jié)約成本，從刀具開始。
MGN工藝與鹽浴軟氮化的比較
    鹽浴軟氮化耐磨的原因主要有兩個方面，其一工件經過了拋光，降低了粗糙度，其二，經過氧化，有Fe3o4生成，可以儲油，減少了摩擦系數。多種氣體軟氮化MGN，表面有Fe3o4,FeS,和硬度較高的擴散層。雖然我們沒有對兩種工藝做耐磨對比試驗，但對40Cr表面硬度和梯度硬度進行了比較。

由此看來，MGN工藝在硬度和滲層深度上比鹽浴軟氮化工藝更有優(yōu)勢。

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