金屬材料滲碳淬火工藝綜述

1、金屬材料滲碳淬火工藝綜述金屬材料滲碳淬火工藝綜述摘要摘要：滲碳與淬火在金屬材料熱處理中占有很重要的地位，滲碳是目前機械制造工業(yè)中應用最廣泛的一種化學熱處理方法，能提高材料的耐磨性和疲勞強度；淬火是熱處理工藝中最重要，也用途最廣泛的工序，能顯著提高金屬材料的強度和硬度。關鍵詞關鍵詞：滲碳，淬火，耐磨性，強度，硬度1、滲碳工藝滲碳工藝1.11.1、滲碳原理、滲碳原理將低碳鋼件放入滲碳介質中，在850～950℃加熱保溫，使活性碳原子滲入鋼件表

2、面并獲得高滲碳層的工藝方法叫做滲碳。齒輪、凸輪、軸類等許多重要機械零件還有模具經過滲碳及隨后的淬火并低溫回火后，可以獲得很高的表面硬度、耐磨性以及高的接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度，而心部仍保持低碳，具有良好的塑性和韌性，因此處理后的材料既能承受磨損和較高的表面接觸應力及沖擊負荷的作用。滲碳屬于化學熱處理，過程由分解、吸附和擴散三個基本過程組成，發(fā)生的化學反應如下：2CO→［C］＋CO2Fe＋［C］→FeCCH4→［C］＋2H21.21.2

3、、滲碳分類、滲碳分類根據滲碳劑的不同，滲碳方法有固體滲碳、氣體滲碳和離子滲碳。常用的是前兩種，尤其是氣體滲碳應用最為廣泛。固體滲碳是將低碳件放入裝滿固體滲碳劑的滲碳箱中，密封后送入爐中加熱至滲碳溫度保溫，以便活性碳原子滲入工件表層。固體滲碳劑由一定顆粒度的木炭加碳酸鹽混合而成。滲碳溫度一般為900～930℃，滲碳保溫時間視層深要求確定，一般需要十幾個小時。固體滲碳加熱時間長，生產效率低，勞動條件差，滲碳深度及質量不易控制。氣體滲碳是把零

4、件放入含有氣體滲碳介質的密封高溫爐中進行碳的滲入過程的滲碳方的使用要求鋼鐵工件在淬火后具有以下特點：①得到了馬氏體、貝氏體、殘余奧氏體等不平衡（即不穩(wěn)定）組織。②存在較大內應力。③力學性能不能滿足要求。因此，鋼鐵工件淬火后一般都要經過回火。2.22.2、淬火溫度的選擇、淬火溫度的選擇淬火加熱溫度的選擇應以得到均勻細小的奧氏體晶粒為原則，以便淬火后獲得細小的馬氏體組織。淬火溫度主要根據鋼的臨界點確定，亞共析鋼通常加熱至Ac3以上30～50

5、℃；共析鋼、過共析鋼加熱至Ac1以上30～50℃。對于低合金鋼，淬火溫度亦應根據臨界點Ac1或Ac3確定，考慮合金元素的作用，為了加速奧氏體化，淬火溫度可以偏高些，一般為Ac1或Ac3以上50～100℃。高合金工具鋼含有較多強碳化合物形成元素，奧氏體晶粒粗化溫度高，則可以采取更高的淬火加熱溫度。45鋼、A3鋼，這兩種都屬于亞共析鋼，45鋼的Ac3值是790℃，A3鋼的Ac3值是810℃，Cr12的Ac3值是900℃。45鋼的淬火溫度應該

6、在810℃到840℃之間；A3鋼的淬火溫度在840℃到890℃之間；Cr12的淬火溫度在930℃到980℃之間。2.32.3、淬火介質、淬火介質鋼從奧氏體狀態(tài)冷至Ms點以下所用的冷卻介質叫淬火介質。介質冷卻能力越大，鋼的冷卻速度越快，越容易超過鋼的臨界淬火速度，則工件越容易淬硬，淬硬層的深度越深。常用的淬火介質有水、鹽水或堿水溶液及各種礦物油等。以上介質各有優(yōu)缺點。水的冷卻能力大，但冷卻特性不好；由冷卻特性好，但冷卻能力又低。45鋼、A