滲碳淬火熱處理工藝

1、1滲碳淬火工藝滲碳淬火工藝1、鋼的淬火鋼的淬火與回火是熱處理工藝中最重要，也是用途最廣泛的工序。淬火可以顯著提高鋼的強(qiáng)度和硬度。為了消除淬火鋼的殘余應(yīng)力，得到不同強(qiáng)度，硬度和韌性配合的性能，需要配以不同溫度的回火。所以淬火和回火又是不可分割的、緊密銜接在一起的兩種熱處理工藝。淬火、回火作為各種機(jī)器零件及工、模具的最終熱處理是賦予鋼件最終性能的關(guān)鍵工序，也是鋼件熱處理強(qiáng)化的重要手段之一。1.1淬火的定義和目的把鋼加熱到奧氏體化溫度，保溫一

2、定時間，然后以大于臨界冷卻速度進(jìn)行冷卻，這種熱處理操作稱為淬火。鋼件淬火后獲得馬氏體或下貝氏體組織。圖4為滲碳齒輪20CrNi2Mo材料淬火、回火工藝。溫830℃度℃油冷200℃8空冷時間h圖4滲碳齒輪20CrNi2Mo材料淬火、回火工藝淬火的目的一般有：1.1.1提高工具、滲碳工件和其他高強(qiáng)度耐磨機(jī)器零件等的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。例如高速工具鋼通過淬火回火后，硬度可達(dá)63HRC，且具有良好的紅硬性。滲碳工件通過淬火回火后，硬度可達(dá)58~

3、63HRC。1.1.2結(jié)構(gòu)鋼通過淬火和高溫回火（又稱調(diào)質(zhì)）之后獲得良好綜合力學(xué)性能。例如汽車半軸經(jīng)淬火和高溫回火（280~320HB）及外圓中頻淬火后，不僅提高了花鍵耐磨性，而且使汽車半軸承受扭轉(zhuǎn)、彎曲和沖擊載荷能力（尤其是疲勞強(qiáng)度和韌性）大為提高。淬火時，最常用的冷卻介質(zhì)是水、鹽水、堿水和油等。通常碳素鋼用水冷卻，水價廉易得，合金鋼用油來冷卻，但對要求高硬度的軋輥采用鹽水或堿水冷卻，輥面經(jīng)淬火后硬度高而均勻，但對操作要求非常嚴(yán)格，否則

4、容易產(chǎn)生開裂。1.2鋼的淬透性2.2.1淬透性的基本概念所謂鋼材的淬透性是指鋼在淬火時獲得淬硬層深度大小的能力（即鋼材淬透能力），其大小用鋼在一定條件下（頂端淬火法）淬火32.1.1降低脆性，減少或消除內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形或開裂。2.1.2獲得工藝所要求的力學(xué)性能。淬火工件的硬度高且脆性大，通過適當(dāng)回火可調(diào)整硬度，獲得所需要的塑性、韌性。2.1.3穩(wěn)定工件尺寸。淬火馬氏體和殘余奧氏體都是非平衡組織，它們會自發(fā)地向穩(wěn)定的平衡組織轉(zhuǎn)變，從而

5、引起工件尺寸和形狀的改變，通過回火可使淬火馬氏體和殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定組織，以保證工件在使用過程中不發(fā)生尺寸和形狀的變化。2.1.4對于某些高淬透性的合金鋼，空冷便可淬成馬氏體，如采用退火軟化，則周期很長。此時可采用高溫回火，降低硬度，以利切削加工。淬火鋼不經(jīng)回火一般不能直接使用，為了避免工件在放置過程中發(fā)生變形和開裂，淬火后應(yīng)及時回火。2.2、回火的種類淬火鋼回火后組織性能決定于回火溫度，根據(jù)回火溫度范圍，可將回火分為三類：2.2.

6、1低溫回火低溫回火的溫度為150~250℃，回火后組織為回火馬氏體，低溫回火主要降低鋼的淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性，同時保持鋼在淬火后的高硬度（一般為58~64HRC）和耐磨性，常用于處理各種工具、模具、軸承、滲碳件及經(jīng)表面淬火工件。2.2.2中溫回火中溫回火的溫度為350~500℃，回火后不僅保持較高硬度（一般為35~45HRC）和強(qiáng)度，而且具有高的彈性極限和足夠的韌性。中溫回火主要用于各種彈簧的處理，還用于某些塑料模、熱鍛模以及要求較高強(qiáng)度的

7、軸、軸套等。2.2.3高溫回火高溫回火的溫度為500~650℃。高溫回火后的組織為回火索氏體，這種組織具有良好的綜合力學(xué)性能。二、化學(xué)熱處理工件放在一定的化學(xué)介質(zhì)中加熱到一定溫度，使其表面與介質(zhì)相互作用，吸收其中某些化學(xué)元素的原子（或離子），并自表面向內(nèi)部擴(kuò)散的過程稱為化學(xué)熱處理。化學(xué)熱處理包括滲碳、滲氮、碳氮共滲等?；瘜W(xué)熱處理的結(jié)果是改變了金屬表面的化學(xué)成分和性能。例如低碳鋼經(jīng)過表面滲碳淬火后，該鋼種的工件表面就具有了普通高碳鋼淬火后