林键

（福建省机械科学研究院，福建 福州 350005）

福建光泽电炉厂承担省科委下达的“工频磁场气体软氮化设备的研制”课题，为配合设备研制工作的需要，提供一台磁场软氮化工艺试验炉，委托笔者单位进行磁场软氮化工艺试验。下文将介绍试验情况，并对试验结果进行分析。

1 实验设备

厂方提供的试验炉结构如图1所示。炉膛尺寸为Φ200 mm×460 mm，其有效空间为Φ200 mm×200 mm（指炉温均匀区），炉膛采用不锈钢1Cr18Ni9Ti钢板制作。炉膛外围装有激磁线圈，它既产生磁场又提供热能；由工频50 Hz电源供电，用调压器调节电流大小。

2 试样材料和工艺参数

试样材料采用经调质处理过的纯铁和38CrMoAl，软氮化工艺主要参数见各试验项目。氨流量为1.5～2 L/min，酒精滴量为20～30 d/min，炉压为0.196～0.392 kPa。

3 磁场强度的选用

据有关资料报道，氮化层硬度和深度随着磁场强度的增高而增大，当H=2.1×103A/m时为最大，而后逐渐减小，直至H增加到4.0×103A/m左右，随后H继续增高，硬度和深度几乎不变，如图2曲线所示。

由于图2曲线是在石英管炉膛中进行的试验所得，而现在的试验炉和今后厂方研制的生产性炉子炉膛均需采用不锈钢制成。不锈钢炉膛在磁场中形成一个闭合回路，必然要起到部分屏蔽作用，但是随着温度升高，屏蔽效果下降。因此炉膛内实际的磁场强度与炉子绕组数据和电流值的理论计算值差别较大。

为了了解磁场软氮化过程中炉膛内的实际磁场强度H的数值，我们采用交流磁通测量法，即将测量线圈中所测得的电压值E代入公式⑴求出交变磁通量，再根据磁场强度与磁通量的关系式1.25×H=φm/5（在空气中），近似计算出磁场强度H。……