气体碳氮共渗工艺的编制

发布时间：2013-12-9 16:52:35

中温气体碳氮共渗与渗碳相比，由于氮的渗入，降低了奥氏体化的温度，使碳氮共渗可在较低的温度下进行，这样使零件的变形小且不易过热，设备和工夹具的寿命也将延长。中温气体碳氮共渗的工艺操作与气体渗碳大致相同。所不同的是，在不断向炉内供给渗碳剂的同时，需不断供给氨气。 (1)中温气体碳氮共渗的介质常用的气体碳氮共渗介质是由渗碳剂（如煤油、甲烷、丙烷等）与氨所组成。液体有机化合物十氨：①煤油+氨；②甲醇+乙醇+氨。液体有机化合物分别装在不同容器中，通过滴注器滴人炉内。氨气经减压和干燥后通人炉内。气体渗碳剂+氨：吸热式气+甲烷（或丙烷）+氨。吸热式气露点控制在O℃左右。通入5%～10%的甲烷（或1%～3%丙烷）。氨通人量1%～10%。气态氨通人工作炉前应经过含有0. 5nm分子筛或硅胶的干燥器中吸水，分子筛和硅胶根据使用量的情况应定期在200℃左右烘干3h以上脱水。碳氮共渗介质的加入量按每小时为炉膛体积的3～8次，小型设备取下限。煤油与氨气的加入量要有一定的比例。 (2)中温气体碳氮共渗温度对碳钢和低合金钢，常用840～860℃，在此温度范围内晶粒不长大，变形小，渗速适当并可在渗后直接淬火，温度超过900℃纯渗碳，易过热致使晶粒粗大。对受力不大、要求变形小的薄壁耐磨件（自行车、缝纫机及仪表件）可在780～800℃共渗，800℃共渗工件心部不发生相变，韧性好，表面得到碳氮化合物和马氏体，温度再低，表面易形成脆性高的化合物。 (3)中温气体碳氮共渗时间根据深层深度确定共渗时间，深层深度与共渗时间存在一定的关系。两阶段气体碳氮共渗时，第一、二阶段的时间基本相等，第二阶段时间包括中间降温时间。 (4)有效硬化深度的确定渗碳氮层深度和有效渗碳氮层是不同的概念，有效渗碳氮层不仅和渗碳深度有关，而且还和工件形状、质量、热处理加热、保温时间以及淬火介质冷却特性等因素有关，有效渗碳氮层具有实用价值。有效硬化层以HRC=50为界，通常采用参考碳量，即在一定淬火条件下要达到指定的有效硬化层深度所需要的含碳量，参考碳量可以使用的格罗斯曼和端淬曲线来得到，不同含碳量钢的端淬曲线通过试验方法确定，也可以用计算法或借助于手册。油冷的冷却强度H=0.2（无搅拌）～0.7（强烈搅拌）in，水冷的H=1.0（无搅拌）～1.5（强烈搅拌）in，盐水冷却的H=2.0（无搅拌）～5.0（强烈搅拌）in。H越大，冷却越快。 (5)碳氮共渗的碳势碳势设定要求一般在0. 80%～1. 00%C。供渗阶段的炉内压力应该保持在100～200MPa。 (6)共渗后热处理 ①低碳钢零件共渗后可以直接在小于40℃的自来水中淬火；
　　②低碳合金钢、中碳结构钢件形状简单，可在小于80℃机油中冷却；
　　③零件回火前必须按清洗防锈工艺去油，中间防锈后再回火；
　　④共渗件一般低温刚火(180 -220)℃×2h即可，装炉量多应延长时间，炉气应该循环，否则应力不能完全消除；
　　⑤对热处理要求变形小的零件，可以在闪点高的油中淬火，对合金钢制件，也可以采用分级等温淬火；
　　⑥共渗后需机加工件，共渗后应该空冷或缓冷，但重新加热淬火时袁面应进行保护，防止脱碳氧化；
　　⑦含铬、镍的高合金钢如 12CrNi3A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA等工件共渗后可直接用油淬火，并冷处理（- 70～-80℃），然后再低温回火，同样也可以用高温回火(600～650℃)代替冷处理（减少残余奥氏体），然后再重新加热到800～850℃淬油，并低温回火。本文参考《热处理工艺问答》一书。

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