渗碳工艺的分类与选择

渗碳工艺的分类与选择

1、 直接淬火低温回火

组织及性能特点：不能细化钢的晶粒。工件淬火变形较大，合金钢渗碳件表面残余奥氏体量较多，表面硬度较低.

适用范围：操作简单，成本低廉用来处理对变形和承受冲击载荷不大的零件，适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。

2、 预冷直接淬火、低温回火淬火温度800-850℃

组织及性能特点：可以减少工件淬火变形，渗层中残余奥氏体量也可稍有降低，表面硬度略有提高，但奥氏体晶粒没有变化。

适用范围：操作简单，工件氧化、脱碳及淬火变形均小，广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。

3、 一次加热淬火，低温回火，淬火温度820-850℃或780-810℃

组织及性能特点：对心部强度要求较高者，采用820-850℃淬火，心部为低碳M，表面要求硬度高者，采用780-810℃淬火可以细化晶粒。

适用范围：适用于固体渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液体渗碳的粗晶粒钢，某些渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。

4、 渗碳高温回火，一次加热淬火，低温回火，淬火温度840-860℃

组织及性能特点：高温回火使M和残余A分解，渗层中碳和合金元素以碳化物形式析出，便于切削加工及淬火后残余A减少。

适用范围：主要用于Cr-Ni合金渗碳工件

5、 二次淬火低温回火 组织及性能特点：第一次淬火（或正火），可以消除渗碳层网状碳化物及细化心部组织（850-870℃），第二次淬火主要改善渗层组织，对心部性能要求不高时可在材料的Ac1-Ac3之间淬火，对心部性能要求高时要在Ac3以上淬火。

适用范围：主要用于对力学性能要求很高的重要渗碳件，特别是对粗晶粒钢。但在渗碳后需经过两次高温加热，使工件变形和氧化脱碳增加，热处理过程较复杂。

6、 二次淬火冷处理低温回火

组织及性能特点：高于Ac1或Ac3（心部）的温度淬火，高合金表层残余A较多，经冷处理（-70℃/-80℃）促使A转变从而提高表面硬度和耐磨性。

适用范围：主要用于渗碳后不进行机械加工的高合金钢工件。

7、 渗碳后感应加热淬火低温回火

组织及性能特点：可以细化渗层及靠近渗层处的组织。淬火变形小，不允许硬化的部位不需预先防渗。

适用范围：各种齿轮和轴类。 8、

钢的渗碳工艺参数

钢的渗碳工艺参数主要有以下三项：

1. 渗碳介质的化学成分：渗碳介质可分为气体、液体、固体等三大类。

2. 渗碳温度：常用温度为900～950℃。温度愈高，扩散速度愈快，渗层愈深，但温度过高会造成奥

氏体晶粒长大，降低零件的力学性能；增加工件的形状变形，降低设备的使用寿命。 3. 渗碳时间：常用的渗碳时间近似计算多采用Harris公式

式中：深度单位mm；

t——时间(h); T——温度(K) 。

对于几个常用的渗碳温度的计算公式可简化为： 925℃， 900℃， 870℃，

时间(h) 2 4 8 12 16 20 24 30 36

870℃ 0.64 0.89 1.27 1.55 1.80 2.01 2.18 2.46 2.74 渗碳层深度值(mm) 900℃ 0.76 1.07 1.52 1.85 2.13 2.39 2.62 2.95 3.20 925℃ 0.89 1.27 1.80 2.21 2.54 2.84 3.10 3.48 3.81