渗碳的目的及种类

来源:热处理工艺学作者:王忠诚

渗碳的目的及种类 渗碳的目的 渗碳是目前机械制造工业中应用最广泛的一种化学热处理方法。渗碳就是把用低碳钢或低碳合金钢制的工件置于富碳的活性介质中,常用的加热温度为850~950℃,保温数小时,使渗碳介质在工件表面上产生活性碳原子,经过表面吸收和扩散而渗入工件的表层,从而使表层的含碳量达到0.8%以上的热处理工艺。新型低压渗碳在真空炉中实现,大部分真空渗碳过程的温度范围是930~980℃,最高温度可达1040℃,渗速比常规设备、工艺快。 渗碳后再通过淬火和低温回火处理,借以提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度,同时在心部又能保持一定的强度和良好的韧性。通过渗碳及其随后的热处理,可使工件获得优良的综合机械性能,采用这种工艺的主要优点是:既可提高工件的使用寿命,又能节约贵重的钢材。 目前在机械制造工业中,对于表面要求耐磨性、抗疲劳强度高,而心部又要求有较高强度和韧性的结构件,如齿轮,曲轴、凸轮轴、活塞销、轴套、摩擦片等,大都采用低碳钢或低碳合金钢加工成形后,进行渗碳、淬火和低温回火的工艺方法制造。 渗碳工艺的种类 渗碳工艺的种类很多,常用的主要类型可分为固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳和特殊渗碳。 固体渗碳在固态介质中进行,将工件埋入装有粒状渗碳剂的铁箱中或在工件表面上涂一层渗碳膏剂,然后装入炉子中加热渗碳;液体渗碳是将工件直接放入能分解出活性碳原子的盐液中加热渗碳;气体渗碳在气体介质中进行,可在天然气、石油裂化气和吸热式、氮基可控气氛中渗碳,也可在滴注液体渗碳剂的分解气体中渗碳;特殊渗碳通常在特定的物理条件下进行,目前在国内外获得应用的有:高频电场中加热渗碳、真空条件下的真空渗碳、离子轰击条件下的离子渗碳、电解放电条件下的电解渗碳、流动粒子状态下的流态床渗碳等。 采用真空渗碳工艺通常可以省去缓冷、再加热以及随后的压力淬火及定径淬火等工序。真窄渗碳普遍应用于汽车的动力传动及燃料系统部件,载重汽车和越野车的传动部件(如齿套、小齿轮等),航空、航天器的传动及动力系统部件,以及其他诸如液压泵凸轮、轴承、阀门等各种工业产品。 本文参考《热处理工艺问答》一书。