滲碳熱處理是最為常見(jiàn)的化學(xué)熱處理。所謂化學(xué)熱處理就是利用固態(tài)擴(kuò)散將其他元素深入工件表面的熱處理工藝。滲碳熱處理不僅可以強(qiáng)化表面,提高表面硬度,而且可以提高疲勞強(qiáng)度和耐磨性。
滲碳就是將低碳鋼工件放在富碳?xì)夥盏慕橘|(zhì)中進(jìn)行加熱、保溫,使活性碳原子滲入工件表面,從而提高表層碳濃度,使工件的表面被碳所飽和從而獲得高碳的滲層組織。對(duì)于在交變載荷、沖擊載荷、較大接觸應(yīng)力和嚴(yán)重磨損條件下工作的機(jī)器零件,如齒輪、活塞銷(xiāo)、凸輪軸等,要求工件表面具有很高的耐磨性、疲勞強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度,而心部具有足夠的強(qiáng)度和韌性,采用滲碳熱處理可滿足性能要求。
影響滲碳熱處理的因素有滲碳溫度,時(shí)間,滲碳劑流量以及鋼的化學(xué)成分等。
①滲碳溫度
滲碳溫度提高,可加快滲碳速度、縮短生產(chǎn)周期。但過(guò)高的溫度會(huì)影響奧氏體鋼的晶粒粗大,增加零件變形,滲層中的殘余奧氏體較多。
②滲碳保溫時(shí)間
滲碳時(shí)間主要取決于要求獲得的滲碳層深度,它是影響滲碳溫度的主要參數(shù),在滲碳劑滲碳能力一定的條件下,滲碳層深度的溫度和時(shí)間的函數(shù),在相同的滲碳溫度下,滲碳層深度隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,滲碳層的深度與時(shí)間呈拋物線關(guān)系。
③滲碳劑流量
滲碳劑的流量直接關(guān)系到介質(zhì)的供碳能力,滴入適量的滲碳劑,使零件表面的分解氣體不斷地更新,產(chǎn)生活性碳原子,因此確定滲碳劑的流量時(shí),應(yīng)使供給的碳原子與吸收的碳原子相適應(yīng)。在滲碳過(guò)程中,滲層的深度和表面濃度隨著滲碳劑的消耗量增大而增大。若流量太大,分解的活性碳原子來(lái)不及被吸附,將形成碳黑沉積在工件表面上,或被吸附后來(lái)不及擴(kuò)散,使?jié)B層表面碳濃度太高,造成表面有網(wǎng)狀滲碳體和殘余奧氏體增多;流量太小,表面濃度小,滲碳速度低,影響滲碳質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
④滲碳鋼的含碳量及合金元素的作用
在其他工藝條件相同的情況下,原始含碳量越高,滲碳層越薄。合金元素將改變滲層表面的碳濃度和深度。和合金元素對(duì)滲層深度的作用取決于兩個(gè)因素,即表面碳含量的影響和對(duì)碳在奧氏體中擴(kuò)散速度的影響,一般而言合金元素對(duì)表面含碳量的影響較大,由于其增加表面含碳量,故增加了碳濃度梯度,加速碳原子向內(nèi)部的擴(kuò)散速度,滲層增加。
豐東股份自主研發(fā)制造UNICASE密封箱式多用爐,可實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體滲碳熱處理各工序關(guān)鍵參數(shù)(溫度、碳勢(shì)、時(shí)間、介質(zhì)流量等)準(zhǔn)確、連續(xù)、智能控制。