滲碳淬火熱處理工藝【詳解】

1、滲碳淬火熱處理工藝詳解內(nèi)容來源網(wǎng)絡(luò)，由深圳機械展收集整理！更多相關(guān)表面處理工藝展示內(nèi)容，就在深圳機械展!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 提高鋼的強度和硬度。為了消除淬火鋼的殘余應(yīng)力，得到不同強度，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，保溫一定時間，然后以大于臨界冷卻速度進行冷卻，這種熱處理操作稱為淬火。鋼件

2、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。淬火的目的一般有：1.1.1 提高工具、滲碳工件和其他高強度耐磨機器零件等的強度、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) 5863HRC1.1.2 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（280320HB ）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 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

3、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）淬火獲得的有效淬硬層深度來表示，淬透性是每種鋼材所固有的屬性， 淬硬層愈深，就表明鋼的淬透性愈好，例如45、40Cr、42CrMo鋼三種試樣， 按相同條件淬火后（油冷卻），經(jīng)檢測45鋼能被淬透的最大直徑（稱臨界直徑） 10mm ; 40Cr鋼能被淬透的最大直徑22mm; 42CrMo 鋼

4、能被淬透的最大直 徑 40mm。實際工件的有效淬硬深度與鋼的淬透性、 工件尺寸及淬火介質(zhì)的冷卻能力等許多 因素有關(guān)，例如，同一鋼種在相同介質(zhì)中淬火，小件比大件的淬硬層深；同一鋼 種相同尺寸時，水淬比油淬的淬硬層深。同一種鋼，其成分和冶煉質(zhì)量必然在一定范圍內(nèi)波動，因而有關(guān)手冊上所提供的某鋼號的淬透性曲線往往不是一條 線，而是一個范圍，稱淬透性帶。圖 5為40Cr鋼的淬透性帶。3 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

5、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，貝惆期很長。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：2.2.1低溫回火低溫回火的溫度為150250 C,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5864HRC ）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35050

6、0 C,回火后不僅保持較高硬度（一 般為3545HRC ）和強度，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度的軸、軸 套等。223高溫回火高溫回火的溫度為500650 C。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)部擴散的過 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。化學(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的高硬度、高耐磨的性能特征，而心部仍保留低碳鋼淬火后良好的塑性、 韌性的特征。顯然這是單一的低碳鋼或高碳鋼 所不能達(dá)到的。1、鋼的滲碳 1.1鋼的滲碳基本原理和氣體滲碳工藝 1.1.1鋼的滲碳基本原理 在滲碳溫度下（920 C）滲碳過程包括三個基本過程：一是由