化學(xué)熱處理3種形式及熱處理淬火

發(fā)布時(shí)間：2012-8-8 16:27:02

1、滲氮（氮化）化學(xué)熱處理淬火之滲氮的主要目的是提高零件表層含氮量以更大地增強(qiáng)表面硬度和耐磨性、提高疲勞強(qiáng)度，同時(shí)還能提高工件的耐蝕性。飛機(jī)上的一些表面需要具有極大硬度的霉件，如活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸筒內(nèi)壁，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪軸球形球頭部分，以及一些齒輪等都是經(jīng)過(guò)滲氮處理的。目前常用的熱處理淬火之滲氮方法有氣體滲氮和離子滲氮等。氣體滲氮是工件在氣體介質(zhì)中進(jìn)行滲氮，工藝過(guò)程是將工件放人密閉的爐內(nèi)，加熱到500-600℃通人氨氣(NH3)，氨氣在高溫下分解出活性氮原子，被零件表面所吸收，然后向內(nèi)擴(kuò)散，形成氮化層。由于氨氣的分解在200℃以上就開(kāi)始，同時(shí)鐵素體對(duì)氮原子有一定溶解能力，所以滲氮的溫度較低，一般為500-600℃。滲氮層一般深度為0.1-0. 6mm。熱處理淬火之滲氮用鋼是含有Al、Cr、Mo等合金元素的鋼，因?yàn)檫@些元素與氮所形成的氮化物顆粒很細(xì)，硬度很高，均勻分布在鋼的基體中，對(duì)提高氮化層的性能起決定性的作用。常用的滲氮用鋼有35CrAIA、38CrMoAIA、38CrWVAIA等。滲氮具有表面硬度比滲碳還高(850-1100HV)、滲氮溫度低、零件變形小的特點(diǎn)，故主要適合于要求處理精度高、沖擊載荷小、抗磨損能力強(qiáng)的零件，如精密機(jī)床的主軸等。但由于氮化層很薄而且很脆，滲氮的生產(chǎn)周期長(zhǎng)，一般為20-50h,必須用特殊的合金鋼等，使熱處理淬火之滲氮的應(yīng)用受到很大的限制。由于滲氮后零件表層硬度很高，不需再進(jìn)行其他熱處理淬火。但為使氮化的零件心部獲得良好的機(jī)械性能，滲氮前必須進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。形狀復(fù)雜或精度要求高的零件，滲氮前精加工后要進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力的退火，以減少滲氮時(shí)的變形。 2、碳-氮共滲碳-氮共滲是指同時(shí)向零件表面滲入碳和氮的方法，這種方法兼有滲碳和滲氮的優(yōu)點(diǎn)：加熱溫度不太高(820-870℃)，生產(chǎn)周期短（一般為1-3h），可直接熱處理淬火，所用的鋼種不受限制，且滲層具有較高的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，目前工廠里常用來(lái)處理汽車(chē)和機(jī)床上蝸桿和軸類(lèi)等零件。以滲氮為主的液體碳氮共滲，也稱(chēng)為“軟氮化”。常用的共滲介質(zhì)是尿素，熱處理淬火溫度一般不超過(guò)570℃，處理時(shí)間僅為1-3h。與一般滲氮相比，滲層硬度較低，脆性較小，軟氮化常用來(lái)處理模具、量具等。 3、滲金屬鋼的表層吸收金屬原子的過(guò)程稱(chēng)為滲金屬，其實(shí)質(zhì)上是使鋼的表層合金化，從而具有特殊性能（如耐熱、耐磨、耐蝕等），生產(chǎn)上常用的滲金屬法有滲鋁、滲硼、滲鉻等。滲鋁可提高零件的抗高溫氧化性，滲硼可提高零件的耐磨性、耐腐蝕性和硬度，滲鉻可提高零件的耐腐蝕、抗高溫氧化及耐磨性。在約900℃左右采用固體或液體方式向鋼滲入硼元素，鋼表面形成幾百微米厚以上的Fe2B或FeB化合物層與熱處理淬火液，其硬度較氮化的還要高，一般為1300HV以上，有的高達(dá)1800HV，抗磨損能力很高。滲鉻、滲釩后，鋼表層一般形成一層碳的金屬化合物，如Cr7C3、V4C3等，硬度很高，如滲釩后硬度可高達(dá)1800-2000HV，適合于模具增強(qiáng)抗磨損能力。由于金屬原子的直徑比碳、氮原子的大得多，其擴(kuò)散、遷移較困難，故滲金屬加熱溫度較高，時(shí)間更長(zhǎng)，成本也高。本文參考《金屬工藝基礎(chǔ)與實(shí)踐》一書(shū)。

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