[发明专利]一种鉴别渗氮和氮碳共渗热处理的方法

说明书

本发明公开了一种鉴别渗氮和氮碳共渗热处理的方法，对白亮层区域进行碳元素面扫描，获取白亮层颜色亮度和白亮层碳浓度曲线，根据白亮层颜色亮度和白亮层碳浓度曲线获取试样处理类型，实现渗氮和氮碳共渗热处理的鉴别。具体的，根据电子探针的原理，在一个元素的面扫描图上，区域颜色亮度与该区域这个元素的含量成正比，即一个位置颜色亮度越高，则代表该位置这个元素含量越高。因此，依据白亮层与基体的颜色亮度差异和碳浓度曲线来判定样品的热处理方式是渗氮或氮碳共渗：若白亮层颜色亮度高于基体，同时碳浓度曲线有明显下降，则可以判定样品是氮碳共渗处理；若白亮层颜色亮度与基体一致，碳浓度曲线平直无明显下降，则可以判定样品是渗氮处理。

技术领域

本发明属于汽车零部件制造领域，涉及一种鉴别渗氮和氮碳共渗热处理的方法。

背景技术

渗氮和氮碳共渗是两种原理相近、工艺相似的金属材料表面强化热处理工艺。经过渗氮和氮碳共渗处理的零件，具有表面硬度高、耐磨损、耐腐蚀的特点，能大幅提升工件的疲劳强度和使用寿命。与渗碳和碳氮共渗这两种表面强化热处理工艺相比，渗氮和氮碳共渗工艺处理后的工件具有变形量小、外观美观、高温性能好等优势。同时，渗氮和氮碳共渗热处理工艺也因处理过程环境污染小而成为渗碳和碳氮共渗工艺的替代，在汽车零部件行业的使用范围越来越广。

渗氮和氮碳共渗热处理工艺采用组分相近的表面强化介质，处理后的工件表面均会形成一层硬度相当、厚度不超过0.05mm的“白亮层”。“白亮层”的厚度、致密程度以及连续性，是衡量渗氮和氮碳共渗热处理工艺质量的重要指标，但是，设计人员在开发和改进产品时，需要对其它公司同类产品进行表面热处理工艺判定；此时，利用常规的检测手段如直读光谱法、金相法、硬度法等，无法通过分析“白亮层”鉴别工件经过了渗氮或是氮碳共渗热处理工艺。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中无法通过分析白亮层鉴别工件经过了渗氮或氮碳共渗热处理工艺的问题，提供一种鉴别渗氮和氮碳共渗热处理的方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提出的一种鉴别渗氮和氮碳共渗热处理的方法，包括如下步骤：

根据已处理试样获取已处理试样的白亮层区域；

对白亮层区域进行处理，获取白亮层颜色亮度和白亮层碳浓度曲线；

根据白亮层颜色亮度和白亮层碳浓度曲线获取试样处理类型，实现渗氮和氮碳共渗热处理的鉴别。

优选地，根据白亮层域颜色亮度和白亮层碳浓度曲线获取试样处理类型的方法如下：

若白亮层颜色亮度高于白亮层外基体颜色亮度，且白亮层碳浓度曲线下降，则试样是氮碳共渗处理；

若白亮层颜色亮度与白亮层外基体颜色亮度一致，且白亮层碳浓度曲线不变，则试样是渗氮处理。

优选地，白亮层区域的厚度小于0.05mm。

优选地，采用电子探针对白亮层区域进行处理。

优选地，电子探针选择标准灵敏度曲线进行碳元素扫描分析，获取白亮层颜色亮度和白亮层碳浓度曲线。

优选地，电子探针的加速电压为15kV，电子束流为100nA，测试时间为20s。

优选地，已处理试样的获取方法如下：

对试样进行切割，对切割后的试样进行清洗、粗磨后去掉切割线的切痕；将粗磨后的试样在无水乙醇中清洗后吹干，获取已处理试样。

优选地，所述试样的材质为碳钢或低碳钢。

优选地，采用线切割方法切割试样。

优选地，在无水乙醇中采用超声波方法清洗粗磨后的试样。