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渗碳处理的工艺原理和方法

2023-05-26
渗碳处理是一种化学热处理工艺,它的目的是为了增加钢件表层的含碳量和形成一定的碳浓度梯度,从而提高表层的硬度、耐磨性和疲劳强度,同时保持心部的韧性和塑性。渗碳处理的原理是,在富碳的介质中,将低碳钢或低碳合金钢制成的工件加热到850~950℃,保温数小时,使表面吸收和扩散活性碳原子,使表层的含碳量达到0.8%以上。

渗碳处理的方法主要有以下几种:

固体渗碳:将工件埋入装有粒状渗碳剂的铁箱中或在工件表面涂一层渗碳膏剂,然后在炉中加热渗碳。
液体渗碳:将工件直接放入能分解出活性碳原子的盐液中加热渗碳,近年来推广了无毒液体渗碳剂,减少了环境污染和安全隐患。
气体渗碳:在气体介质中进行渗碳,可用天然气、石油裂化气等吸热式、氮基可控气氛或滴注液体渗碳剂的分解气体。
特殊渗碳:利用离子注入、真空渗碳、激光渗碳等特殊技术进行渗碳,可获得高质量和高效率的渗碳效果。
渗碳处理后,必须进行淬火和低温回火,才能充分发挥渗碳层的优良性能。淬火和回火的方法也有多种,常用的有以下几种:

直接淬火低温回火:操作简单,成本低廉,适用于对变形和承受冲击载荷不大的零件,适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。
预冷直接淬火低温回火:可以减少工件淬火变形,适用于细晶粒钢制造的各种工具。
一次加热淬火低温回火:可以细化晶粒,适用于固体渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液体渗碳的粗晶粒钢或需要机械加工的零件。
渗碳高温回火一次加热淬火低温回火:可以消除网状渗碳体和残余奥氏体,便于切削加工和提高性能,适用于铬镍合金钢等高合金钢工件。
二次淬火低温回火:可以消除网状渗碳体和细化心部组织,提高心部强度和韧性,适用于对力学性能要求很高的重要零件。
二次淬火冷处理低温回火:可以促使残余奥氏体转变为马氏体,提高表面硬度和耐磨性,适用于不进行机械加工的高合金钢工件。
渗碳后感应加热淬火低温回火:可以细化表层组织,减少淬火变形和防止硬化部位不需预先防渗,适用于各种齿轮和轴类零件。
总之,渗碳处理是一种高效、经济、多功能的化学热处理工艺,在各个行业都有广泛的应用。如果您有渗碳处理方面的需求或问题,请随时联系我们。

渗碳处理