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(shí)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(shí)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(guò)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(guò)淬火回火后，硬度可達(dá)58~

3、63HRC。1.1.2結(jié)構(gòu)鋼通過(guò)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(chē)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(chē)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(shí)，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(jià)廉易得，合金鋼用油來(lái)冷卻，但對(duì)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(duì)操作要求非常嚴(yán)格，否則

4、容易產(chǎn)生開(kāi)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(shí)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(kāi)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(guò)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(huì)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(guò)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(guò)程中不發(fā)生尺寸和形狀的變化。2.1.4對(duì)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(zhǎng)。此時(shí)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(guò)程中發(fā)生變形和開(kāi)裂，淬火后應(yīng)及時(shí)回火。2.2、回火的種類(lèi)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(lèi)：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(shí)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(guò)程稱為化學(xué)熱處理?；瘜W(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(guò)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