材料與熱處理(項(xiàng)目七)

1、項(xiàng)目七項(xiàng)目七 鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理7.1 滲碳滲碳7.2 滲氮滲氮7.3 碳氮共滲碳氮共滲本篇小結(jié)本篇小結(jié)7.1 滲碳滲碳將鋼放入滲碳的介質(zhì)中加熱并保溫，使活性碳原子滲入鋼的表將鋼放入滲碳的介質(zhì)中加熱并保溫，使活性碳原子滲入鋼的表層的工藝稱(chēng)為滲碳。其目的是通過(guò)滲碳及隨后的淬火和低溫回層的工藝稱(chēng)為滲碳。其目的是通過(guò)滲碳及隨后的淬火和低溫回火，使工件表面具有高的硬度、耐磨性和良好的抗疲勞性能，火，使工件表面具有高的硬度、耐磨性和良好的抗疲勞性能，而心部具有較高的強(qiáng)度和良好的韌性。滲碳廣泛用于在磨損情而心部具有較高的強(qiáng)度和良好的韌性。滲碳廣泛用于在磨損情況下工作并承受沖擊載荷、交變載荷的工件

2、，如汽車(chē)、拖拉機(jī)況下工作并承受沖擊載荷、交變載荷的工件，如汽車(chē)、拖拉機(jī)的傳動(dòng)齒輪，內(nèi)燃機(jī)的活塞銷(xiāo)等。的傳動(dòng)齒輪，內(nèi)燃機(jī)的活塞銷(xiāo)等。下一頁(yè)返回7.1 滲碳滲碳7.1.1滲碳處理的原理與形式滲碳處理的原理與形式1.滲碳方法滲碳方法根據(jù)所用滲碳介質(zhì)的工作狀態(tài)，滲碳方法一般分為氣體滲碳、固根據(jù)所用滲碳介質(zhì)的工作狀態(tài)，滲碳方法一般分為氣體滲碳、固體滲碳、真空滲透和鹽浴滲碳等。常用的是氣體滲碳和固體滲碳，體滲碳、真空滲透和鹽浴滲碳等。常用的是氣體滲碳和固體滲碳，尤其是氣體滲碳法。尤其是氣體滲碳法。(1)氣體滲碳。氣體滲碳法是將工件放入密封的滲碳爐內(nèi)，加熱到氣體滲碳。氣體滲碳法是將工件放入密封的滲碳爐內(nèi)，加

3、熱到900 950 ，然后向爐內(nèi)滴入煤油、苯、甲醇等有機(jī)液體，然后向爐內(nèi)滴入煤油、苯、甲醇等有機(jī)液體，或直接通入煤氣、石油液化氣等氣體，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生活性碳或直接通入煤氣、石油液化氣等氣體，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生活性碳原子，使鋼件表面滲碳，如原子，使鋼件表面滲碳，如圖圖7-1所示。滲碳使低碳所示。滲碳使低碳(碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為0.15%-0. 30%)鋼件表面獲得高濃度的碳。氣體滲碳法的優(yōu)鋼件表面獲得高濃度的碳。氣體滲碳法的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，滲層質(zhì)量好，勞動(dòng)強(qiáng)度低，便于直接淬火。點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，滲層質(zhì)量好，勞動(dòng)強(qiáng)度低，便于直接淬火。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.1 滲碳滲碳 (2)固體滲碳。固體滲碳

4、法是將工件埋在固體滲碳劑中，裝箱固體滲碳。固體滲碳法是將工件埋在固體滲碳劑中，裝箱密封，放入一般的加熱爐中加熱到滲碳溫度保溫，使工件表面密封，放入一般的加熱爐中加熱到滲碳溫度保溫，使工件表面增碳，是一種古老的方法。增碳，是一種古老的方法。 固體滲碳劑是由主滲劑固體滲碳劑是由主滲劑(木炭粒木炭粒)和催滲劑和催滲劑(BaC03)組成的組成的混合物。在滲碳溫度下，滲碳劑發(fā)生如下反應(yīng)混合物。在滲碳溫度下，滲碳劑發(fā)生如下反應(yīng):上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.1 滲碳滲碳 固體滲碳法的滲碳速度，大約每保溫一小時(shí)，平均滲入固體滲碳法的滲碳速度，大約每保溫一小時(shí)，平均滲入0. 1 mm。固體滲碳的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，成本較

5、低，大小零件都可用。缺固體滲碳的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，成本較低，大小零件都可用。缺點(diǎn)是滲碳速度慢，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)條件差，滲碳后不易直接點(diǎn)是滲碳速度慢，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)條件差，滲碳后不易直接淬火。淬火。(3)真空滲碳。真空滲碳是將零件放入特制的真空滲碳爐中，真空滲碳。真空滲碳是將零件放入特制的真空滲碳爐中，先抽真空達(dá)到一定的真空度，然后將爐溫升至滲碳溫度，再通先抽真空達(dá)到一定的真空度，然后將爐溫升至滲碳溫度，再通入一定量的富化氣進(jìn)行滲碳。由于爐內(nèi)無(wú)氧化性氣體等其他不入一定量的富化氣進(jìn)行滲碳。由于爐內(nèi)無(wú)氧化性氣體等其他不純物質(zhì)，零件無(wú)吸附氣體，因而工件表面活性大，通入富化氣純物質(zhì)，零件無(wú)吸附氣體，因而

6、工件表面活性大，通入富化氣后，滲碳速度快后，滲碳速度快(獲得同樣滲層厚度，滲碳時(shí)間約為普通氣體獲得同樣滲層厚度，滲碳時(shí)間約為普通氣體滲碳的滲碳的1/3 )，而且表面光亮。，而且表面光亮。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.1 滲碳滲碳2.滲碳后的組織滲碳后的組織 常用于滲碳的鋼為低碳鋼和低碳合金鋼，如常用于滲碳的鋼為低碳鋼和低碳合金鋼，如20, 20Cr, 20CrMnTi, 12CrNi3等。滲碳后滲層中的含碳量表面最高等。滲碳后滲層中的含碳量表面最高(約約1. 0%，由表及里逐漸降低至原始含碳量。所以滲碳后緩，由表及里逐漸降低至原始含碳量。所以滲碳后緩冷組織自表面至心部依次為冷組織自表面至心部依次為:過(guò)

7、共析組織過(guò)共析組織(珠光體珠光體+碳化物碳化物)、共析組織共析組織(珠光體珠光體)、亞共析組織、亞共析組織(珠光體珠光體+鐵素體鐵素體)的過(guò)渡層，的過(guò)渡層，直至心部的原始組織。對(duì)于碳鋼，滲層深度規(guī)定為直至心部的原始組織。對(duì)于碳鋼，滲層深度規(guī)定為:從表層到從表層到過(guò)渡層一半過(guò)渡層一半(50%P+50%F)的厚度。的厚度。圖圖7-2為低碳鋼滲碳為低碳鋼滲碳緩冷后的顯微組織。緩冷后的顯微組織。根據(jù)滲層組織和性能的要求，一般零件表層含碳量最好控制在根據(jù)滲層組織和性能的要求，一般零件表層含碳量最好控制在0. 85 %-1. 05%，若含碳量過(guò)高，會(huì)出現(xiàn)較多的網(wǎng)狀或塊，若含碳量過(guò)高，會(huì)出現(xiàn)較多的網(wǎng)狀或塊狀

8、碳化物，則滲碳層變脆，容易脫落狀碳化物，則滲碳層變脆，容易脫落;上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.1 滲碳滲碳 含碳量過(guò)低，則硬度不足，耐磨性差。含碳量過(guò)低，則硬度不足，耐磨性差。滲碳層含碳量和滲碳層深度依靠控制通入的滲碳劑量、滲碳時(shí)滲碳層含碳量和滲碳層深度依靠控制通入的滲碳劑量、滲碳時(shí)間和滲碳溫度來(lái)保證。間和滲碳溫度來(lái)保證。當(dāng)滲碳零件有不允許高硬度的部位時(shí)，如裝配孔等，應(yīng)在設(shè)計(jì)當(dāng)滲碳零件有不允許高硬度的部位時(shí)，如裝配孔等，應(yīng)在設(shè)計(jì)圖樣上予以注明。該部位可采取鍍銅或涂抗?jié)B涂料的方法來(lái)防圖樣上予以注明。該部位可采取鍍銅或涂抗?jié)B涂料的方法來(lái)防止?jié)B碳，也可采取多留加工余量的方法，待零件滲碳后在淬火止?jié)B碳，也可采

9、取多留加工余量的方法，待零件滲碳后在淬火前去掉該部位的滲碳層前去掉該部位的滲碳層(即退碳即退碳)。3.滲碳后的熱處理滲碳后的熱處理工件滲碳后，必須經(jīng)過(guò)淬火和低溫回火，才能達(dá)到性能要求。工件滲碳后，必須經(jīng)過(guò)淬火和低溫回火，才能達(dá)到性能要求。根據(jù)工件材料和性能要求的不同，其淬火方法有三種。根據(jù)工件材料和性能要求的不同，其淬火方法有三種。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.1 滲碳滲碳(1)延時(shí)淬火法。工件滲碳后出爐，自滲碳溫度預(yù)冷到略高于延時(shí)淬火法。工件滲碳后出爐，自滲碳溫度預(yù)冷到略高于心部心部Ar3的溫度后立即淬火。這種方法不需重新加熱淬火，因的溫度后立即淬火。這種方法不需重新加熱淬火，因而減少了熱處理變形，

10、節(jié)省了時(shí)間和費(fèi)用。但由于滲碳溫度高，而減少了熱處理變形，節(jié)省了時(shí)間和費(fèi)用。但由于滲碳溫度高，加熱時(shí)間長(zhǎng)，因而奧氏體晶粒易粗大，淬火后殘余奧氏體量較加熱時(shí)間長(zhǎng)，因而奧氏體晶粒易粗大，淬火后殘余奧氏體量較多。所以只適用于本質(zhì)細(xì)晶粒鋼和性能要求不高的工件。多。所以只適用于本質(zhì)細(xì)晶粒鋼和性能要求不高的工件。(2)一次淬火法。一次淬火法是將工件滲碳后緩冷，然后再重一次淬火法。一次淬火法是將工件滲碳后緩冷，然后再重新加熱進(jìn)行淬火。淬火溫度的選擇應(yīng)兼顧表層和心部，使表層新加熱進(jìn)行淬火。淬火溫度的選擇應(yīng)兼顧表層和心部，使表層不過(guò)熱而心部得到充分的強(qiáng)化。有時(shí)也偏重于心部或強(qiáng)化表層，不過(guò)熱而心部得到充分的強(qiáng)化。有

11、時(shí)也偏重于心部或強(qiáng)化表層，如強(qiáng)化心部則加熱到如強(qiáng)化心部則加熱到Ar3以上完全淬火，如要強(qiáng)化表層則應(yīng)加以上完全淬火，如要強(qiáng)化表層則應(yīng)加熱到熱到Ar1以上不完全淬火。以上不完全淬火。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.1 滲碳滲碳(3)二次淬火。二次淬火是將工件滲碳緩冷后再進(jìn)行兩次淬火二次淬火。二次淬火是將工件滲碳緩冷后再進(jìn)行兩次淬火或正火加一次淬火。第一次淬火或正火是為了細(xì)化心部晶粒和或正火加一次淬火。第一次淬火或正火是為了細(xì)化心部晶粒和消除網(wǎng)狀滲碳體，加熱溫度應(yīng)高于心部消除網(wǎng)狀滲碳體，加熱溫度應(yīng)高于心部Ar3溫度。第二次淬火溫度。第二次淬火選在表層選在表層Ar1以上加熱，這樣可細(xì)化表層組織，對(duì)于心部影響以上

12、加熱，這樣可細(xì)化表層組織，對(duì)于心部影響不大。兩次淬火法工藝復(fù)雜，周期長(zhǎng)，成本高，且工件變形、不大。兩次淬火法工藝復(fù)雜，周期長(zhǎng)，成本高，且工件變形、氧化脫碳傾向增大，應(yīng)盡量少用。氧化脫碳傾向增大，應(yīng)盡量少用。滲碳件經(jīng)淬火和滲碳件經(jīng)淬火和170 200低溫回火后，表層組織為回低溫回火后，表層組織為回火馬氏體火馬氏體+粒狀碳化物粒狀碳化物+少量殘余奧氏體，硬度可達(dá)少量殘余奧氏體，硬度可達(dá)58 64HRC。心部組織淬透時(shí)為低碳回火馬氏體，未淬透時(shí)為。心部組織淬透時(shí)為低碳回火馬氏體，未淬透時(shí)為索氏體索氏體+鐵素體。鐵素體。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.1 滲碳滲碳7.1.2滲碳處理的注意事項(xiàng)滲碳處理的注意事項(xiàng)(

13、1)滲碳前的預(yù)處理正火。目的是改善材料原始組織、減少帶滲碳前的預(yù)處理正火。目的是改善材料原始組織、減少帶狀、消除魏氏組織，使表面粗糙度變細(xì)，消除材料流線不合理狀、消除魏氏組織，使表面粗糙度變細(xì)，消除材料流線不合理狀態(tài)。正火工藝狀態(tài)。正火工藝:用用860980空冷、空冷、179217 HBS 。(2)滲碳后需進(jìn)行機(jī)械加工的工件，硬度不應(yīng)高于滲碳后需進(jìn)行機(jī)械加工的工件，硬度不應(yīng)高于30 HRC 。(3)對(duì)于有薄壁溝槽的滲碳淬火零件，薄壁溝槽處不能先于滲對(duì)于有薄壁溝槽的滲碳淬火零件，薄壁溝槽處不能先于滲碳之前加工。碳之前加工。(4)不得用鍍鋅的方法防滲碳。不得用鍍鋅的方法防滲碳。上一頁(yè)返回7.2 滲

14、氮滲氮滲氮俗稱(chēng)氮化，是在一定溫度下一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件滲氮俗稱(chēng)氮化，是在一定溫度下一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件表層的化學(xué)熱處理工藝。目的是提高工件表面的硬度和耐磨性，表層的化學(xué)熱處理工藝。目的是提高工件表面的硬度和耐磨性，并可提高疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕性。與滲碳相比，滲氮處理后零件并可提高疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕性。與滲碳相比，滲氮處理后零件具有具有: (1)高的硬度高的硬度(10001 200HV)和耐磨性。和耐磨性。 (2)高的疲勞強(qiáng)度。高的疲勞強(qiáng)度。 (3)變形小，體積稍有脹大。變形小，體積稍有脹大。 (4)并具有良好的熱硬性，并具有良好的熱硬性，(60065 0 )仍有較高的仍有較高的硬度，較好

15、的抗蝕性。硬度，較好的抗蝕性。下一頁(yè)返回7.2 滲氮滲氮滲氮的缺點(diǎn)是周期長(zhǎng)、成本高、滲層薄而脆，不能承受太大的滲氮的缺點(diǎn)是周期長(zhǎng)、成本高、滲層薄而脆，不能承受太大的接觸應(yīng)力和沖擊載荷。因此，它主要用于耐磨性及精度均要求接觸應(yīng)力和沖擊載荷。因此，它主要用于耐磨性及精度均要求很高的傳動(dòng)件，或要求耐熱、耐磨及耐腐蝕的零件。例如，高很高的傳動(dòng)件，或要求耐熱、耐磨及耐腐蝕的零件。例如，高精度機(jī)床絲杠、撞床及磨床主軸、精密傳動(dòng)齒輪和軸、汽輪機(jī)精度機(jī)床絲杠、撞床及磨床主軸、精密傳動(dòng)齒輪和軸、汽輪機(jī)閥門(mén)及閥桿等。閥門(mén)及閥桿等。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.2 滲氮滲氮7.2.1滲氮處理的原理與形式滲氮處理的原理與形式

16、1.滲氮處理的原理滲氮處理的原理 滲氮是由分解、吸收、擴(kuò)散三個(gè)基本過(guò)程所組成。滲氮是由分解、吸收、擴(kuò)散三個(gè)基本過(guò)程所組成。 滲氮時(shí)分解出的活性氮原子被鋼表面吸收，首先溶入固溶滲氮時(shí)分解出的活性氮原子被鋼表面吸收，首先溶入固溶體，然后與鐵和合金元素形成化合物，最后向心部擴(kuò)散，形成體，然后與鐵和合金元素形成化合物，最后向心部擴(kuò)散，形成一定厚度的滲氮層。鋼不能吸收氮分子，分解氮?dú)鈦?lái)得到活性一定厚度的滲氮層。鋼不能吸收氮分子，分解氮?dú)鈦?lái)得到活性氟原子也非常困難，所以滲氮過(guò)程中要利用氨氣在高于氟原子也非常困難，所以滲氮過(guò)程中要利用氨氣在高于300的高溫下與工件接觸，在工件表面氨分解出活性氮原子供給氮的高

17、溫下與工件接觸，在工件表面氨分解出活性氮原子供給氮化件吸收，氨作為氣體滲劑，其分解反應(yīng)為化件吸收，氨作為氣體滲劑，其分解反應(yīng)為:上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.2 滲氮滲氮工件表面吸收了活性氮原子，先形成含固氮溶體，隨著固溶體工件表面吸收了活性氮原子，先形成含固氮溶體，隨著固溶體氮濃度達(dá)到飽和后再形成氮化物。氮濃度達(dá)到飽和后再形成氮化物。滲氮有多種方法，常用有氣體滲氮、離子滲氮和抗蝕滲氮。滲氮有多種方法，常用有氣體滲氮、離子滲氮和抗蝕滲氮。(1)氣體滲氮。氣體參氮可采用等溫滲氮或多段氣體滲氮。氣體參氮可采用等溫滲氮或多段(二段、三段二段、三段)滲氮法。等溫滲氮是在整個(gè)滲氮過(guò)程中滲氮溫度和氨氣分解率滲氮法

18、。等溫滲氮是在整個(gè)滲氮過(guò)程中滲氮溫度和氨氣分解率保持不變。溫度一般在保持不變。溫度一般在480520,氨氣分解率為氨氣分解率為15%30%，保溫時(shí)間近，保溫時(shí)間近80 h。這種工藝適用于滲層淺、。這種工藝適用于滲層淺、畸變要求嚴(yán)、硬度要求高的零件，但處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)?；円髧?yán)、硬度要求高的零件，但處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。二段滲氮是滲氮溫度分兩段控制的滲氮過(guò)程。第一階段在較低二段滲氮是滲氮溫度分兩段控制的滲氮過(guò)程。第一階段在較低溫度溫度(510 520)和較低的氨分解率和較低的氨分解率(18%25 %)下，下，滲氮滲氮15 20 h，使工件表面形成彌散度大的氮化物。，使工件表面形成彌散度大的氮化物。上一頁(yè)

19、下一頁(yè)返回7.2 滲氮滲氮第二階段將溫度提高到第二階段將溫度提高到5505 60 ，加速氮原子擴(kuò)散，加速氮原子擴(kuò)散，增加滲氮層深度。其特點(diǎn)是表面硬度比等溫滲氮低些，變形增增加滲氮層深度。其特點(diǎn)是表面硬度比等溫滲氮低些，變形增大，但比一段滲氮速度快。大，但比一段滲氮速度快。三段滲氮是在二段滲氮的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其特點(diǎn)是適當(dāng)提三段滲氮是在二段滲氮的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其特點(diǎn)是適當(dāng)提高第二階段的溫度，加速滲氮過(guò)程。三段滲氮能進(jìn)一步提高滲高第二階段的溫度，加速滲氮過(guò)程。三段滲氮能進(jìn)一步提高滲氮速度，但在硬度、脆性、變形等方面都比等溫滲氮差。氮速度，但在硬度、脆性、變形等方面都比等溫滲氮差。(2)離子滲

20、氮。離子滲氮是一種較為先進(jìn)的滲氮工藝。其方法離子滲氮。離子滲氮是一種較為先進(jìn)的滲氮工藝。其方法是以真空容器為陽(yáng)極，工件為陰極，通以是以真空容器為陽(yáng)極，工件為陰極，通以400 700 V的直的直流電壓，迫使電離后的氮離子高速轟擊工件表面，使工件表面流電壓，迫使電離后的氮離子高速轟擊工件表面，使工件表面溫度升高到溫度升高到450650 。同時(shí)氮離子在陰極上捕獲電子。同時(shí)氮離子在陰極上捕獲電子形成氮原子，滲入工件表面并向內(nèi)層擴(kuò)散而形成氮化層。形成氮原子，滲入工件表面并向內(nèi)層擴(kuò)散而形成氮化層。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.2 滲氮滲氮離子滲氮的特點(diǎn)是離子滲氮的特點(diǎn)是:可適當(dāng)縮短滲氮周期，僅為氣體滲氮的可適當(dāng)縮

21、短滲氮周期，僅為氣體滲氮的1/41/3，例如，例如，38CrMoALA鋼，氮化層深度若達(dá)到鋼，氮化層深度若達(dá)到0. 530. 7mm，氣體氮化一般需，氣體氮化一般需70 h;而離子滲氮僅需而離子滲氮僅需1520 h ;滲氮層脆性小滲氮層脆性小;可節(jié)約能源和氨的消耗量可節(jié)約能源和氨的消耗量;對(duì)對(duì)不需要滲氮的部分可屏蔽起來(lái)，實(shí)現(xiàn)局部滲氮不需要滲氮的部分可屏蔽起來(lái)，實(shí)現(xiàn)局部滲氮;離子轟擊有離子轟擊有凈化表面作用，能去除工件表面鈍化膜，可使不銹鋼、耐熱鋼凈化表面作用，能去除工件表面鈍化膜，可使不銹鋼、耐熱鋼工件直接滲氮。滲層厚度和組織可以控制。離子滲氮發(fā)展迅工件直接滲氮。滲層厚度和組織可以控制。離子滲

22、氮發(fā)展迅速，已用于機(jī)床絲桿、齒輪、模具等工件。速，已用于機(jī)床絲桿、齒輪、模具等工件。(3)抗蝕滲氮。提高工件抗蝕性的滲氮過(guò)程稱(chēng)為抗蝕滲氮?？箍刮g滲氮。提高工件抗蝕性的滲氮過(guò)程稱(chēng)為抗蝕滲氮?？刮g滲氮過(guò)程與強(qiáng)化滲氮過(guò)程基本相同。不過(guò)它只要求在工件表蝕滲氮過(guò)程與強(qiáng)化滲氮過(guò)程基本相同。不過(guò)它只要求在工件表面形成一層致密的面形成一層致密的相層。相層。 相比相比 相具有更高的化學(xué)穩(wěn)定性。相具有更高的化學(xué)穩(wěn)定性。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.2 滲氮滲氮 當(dāng)在工件表面獲得深達(dá)當(dāng)在工件表面獲得深達(dá)0. 0150. 02 mm的致密二相層時(shí)，的致密二相層時(shí)，便能使工件在潮濕空氣、過(guò)熱蒸汽、海水、氣體燃燒產(chǎn)物及弱便能使工

23、件在潮濕空氣、過(guò)熱蒸汽、海水、氣體燃燒產(chǎn)物及弱堿溶液等介質(zhì)中具有不同程度的抗腐蝕能力?？刮g滲氮適用于堿溶液等介質(zhì)中具有不同程度的抗腐蝕能力?？刮g滲氮適用于碳鋼和及一般的合金結(jié)構(gòu)鋼。碳鋼和及一般的合金結(jié)構(gòu)鋼。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.2 滲氮滲氮7.2.2滲氮處理的注意事項(xiàng)滲氮處理的注意事項(xiàng)(1)滲氮前的預(yù)備熱處理調(diào)質(zhì)。滲氮工件在滲氮前應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)滲氮前的預(yù)備熱處理調(diào)質(zhì)。滲氮工件在滲氮前應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以獲得回火索氏體組織。調(diào)質(zhì)處理回火溫度一般高于滲處理，以獲得回火索氏體組織。調(diào)質(zhì)處理回火溫度一般高于滲氮溫度。氮溫度。(2)滲氮前的預(yù)備熱處理和去應(yīng)力處理。滲氮前應(yīng)盡量消除機(jī)滲氮前的預(yù)備熱處理和去應(yīng)力處

24、理。滲氮前應(yīng)盡量消除機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，以穩(wěn)定零件尺寸。消除應(yīng)力的溫械加工過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，以穩(wěn)定零件尺寸。消除應(yīng)力的溫度均應(yīng)低于回火溫度，保溫時(shí)間比回火時(shí)間要長(zhǎng)些，再緩慢冷度均應(yīng)低于回火溫度，保溫時(shí)間比回火時(shí)間要長(zhǎng)些，再緩慢冷卻到室溫。斷面尺寸較大的零件不宜用正火。工模具鋼必須采卻到室溫。斷面尺寸較大的零件不宜用正火。工模具鋼必須采用淬火回火，不得用退火。用淬火回火，不得用退火。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.2 滲氮滲氮(3)滲氮零件的表面粗糙度滲氮零件的表面粗糙度Ra應(yīng)小于應(yīng)小于1. 6 m，表面不得有，表面不得有拉毛、碰傷及生銹等缺陷。不能及時(shí)處理的零件須涂油保護(hù)，拉毛、碰傷及生銹等缺

25、陷。不能及時(shí)處理的零件須涂油保護(hù)，以免生銹。吊裝入爐時(shí)再用清潔汽油擦凈以保證清潔度。以免生銹。吊裝入爐時(shí)再用清潔汽油擦凈以保證清潔度。(4)含有尖角和銳邊的工件，不宜進(jìn)行氮化處理。含有尖角和銳邊的工件，不宜進(jìn)行氮化處理。(5)局部不氮化部位的保護(hù)，不宜用留加工余量的方法。局部不氮化部位的保護(hù)，不宜用留加工余量的方法。(6)表面未經(jīng)磨削處理的工件，不得進(jìn)行氮化。表面未經(jīng)磨削處理的工件，不得進(jìn)行氮化。上一頁(yè)返回7.3 碳氮共滲碳氮共滲 鋼的碳氮共滲，就是將碳、氮同時(shí)滲入工件表層的化學(xué)熱處鋼的碳氮共滲，就是將碳、氮同時(shí)滲入工件表層的化學(xué)熱處理過(guò)程。按滲劑不同，碳氮共滲可分成氣體、液體和固體三種。理過(guò)

26、程。按滲劑不同，碳氮共滲可分成氣體、液體和固體三種。國(guó)內(nèi)多采用氣體法。按共滲溫度不同，又可分為低溫國(guó)內(nèi)多采用氣體法。按共滲溫度不同，又可分為低溫(500560、中溫、中溫(800880 )和高溫和高溫(900 950 )三種。三種。 碳氮共滲是滲碳和滲氮工藝的綜合，兼有兩者的長(zhǎng)處，這碳氮共滲是滲碳和滲氮工藝的綜合，兼有兩者的長(zhǎng)處，這種工藝有逐步代替滲碳的趨勢(shì)。主要優(yōu)點(diǎn)如下。種工藝有逐步代替滲碳的趨勢(shì)。主要優(yōu)點(diǎn)如下。 (1)滲層性能好。共滲層比滲碳層的耐磨性和疲勞強(qiáng)度更高，滲層性能好。共滲層比滲碳層的耐磨性和疲勞強(qiáng)度更高，比滲氮層有更高的抗壓強(qiáng)度和較低的表面脆性。比滲氮層有更高的抗壓強(qiáng)度和較低的

27、表面脆性。下一頁(yè)返回7.3 碳氮共滲碳氮共滲(2)滲入速度快。由于氮的滲入不僅降低了滲層的臨界點(diǎn)，同滲入速度快。由于氮的滲入不僅降低了滲層的臨界點(diǎn)，同時(shí)還增加了碳的擴(kuò)散速度。時(shí)還增加了碳的擴(kuò)散速度。(3)變形小碳氮共滲溫度比滲碳低，晶粒不會(huì)長(zhǎng)大，適宜于直變形小碳氮共滲溫度比滲碳低，晶粒不會(huì)長(zhǎng)大，適宜于直接淬火，可以減小變形。接淬火，可以減小變形。(4)不受鋼種限制。各種鋼鐵材料都可以進(jìn)行碳氮共滲。碳氮不受鋼種限制。各種鋼鐵材料都可以進(jìn)行碳氮共滲。碳氮共滲的缺點(diǎn)是共滲層較薄，易產(chǎn)生黑色組織。共滲的缺點(diǎn)是共滲層較薄，易產(chǎn)生黑色組織。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.3 碳氮共滲碳氮共滲7.3.1低溫氣體氮碳共

28、滲低溫氣體氮碳共滲低溫氣體氮碳共滲也稱(chēng)低溫氣體氮碳共滲也稱(chēng)“氣體軟氮化氣體軟氮化”。低溫氣體碳氮共滲以。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。常用氨滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。常用氨氣和滲碳?xì)怏w的混合氣、尿素等作共滲劑。共滲溫度為氣和滲碳?xì)怏w的混合氣、尿素等作共滲劑。共滲溫度為520 570，由于處理溫度低，實(shí)質(zhì)上以滲氮為主。但因，由于處理溫度低，實(shí)質(zhì)上以滲氮為主。但因?yàn)橛谢钚蕴荚优c活性氮原子同時(shí)存在，滲氮速度大為提高。為有活性碳原子與活性氮原子同時(shí)存在，滲氮速度大為提高。一般保溫時(shí)間為一般保溫時(shí)間為13 h，滲層深度為，滲層深度為0. O1

29、0. 02 mm。工。工件經(jīng)氮碳共滲后，其共滲層的硬度比純氣體氮化低，但仍具有件經(jīng)氮碳共滲后，其共滲層的硬度比純氣體氮化低，但仍具有較高的硬度、耐磨性和高的疲勞強(qiáng)度。滲層韌性好而不易剝落，較高的硬度、耐磨性和高的疲勞強(qiáng)度。滲層韌性好而不易剝落，并有減摩的特點(diǎn)，在潤(rùn)滑不良和高磨損條件下，有抗咬合、抗并有減摩的特點(diǎn)，在潤(rùn)滑不良和高磨損條件下，有抗咬合、抗擦傷的優(yōu)點(diǎn)，耐磨性也有明顯提高。由于處理溫度低，時(shí)間短，擦傷的優(yōu)點(diǎn)，耐磨性也有明顯提高。由于處理溫度低，時(shí)間短，所以零件變形小。所以零件變形小。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回7.3 碳氮共滲碳氮共滲7.3.2中溫氣體碳氮共滲中溫氣體碳氮共滲 中溫氣體碳氮共滲以滲碳為主，其工藝與滲碳相似。中溫中溫氣體碳氮共滲以滲碳為主，其工藝與滲碳相似。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強(qiáng)度。氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強(qiáng)度。最常用的方法是在井式氣體滲碳爐內(nèi)滴入煤油，并通入氨氣。最常用的方法是在井式氣體滲碳爐內(nèi)滴入煤油，并通入氨氣。在共滲溫度下，煤油和氨除了前述的滲碳和氮化的作用外，它在共滲溫度下，煤油和氨除了前述的滲碳和氮化的作用外，它們之間相互作用還生成了們之間相互作用還生成了C和和N活性原子，活性碳、氮原活性原子，