氣體碳氮共滲工藝的編制
發(fā)布時(shí)間：2013-12-9 16:52:35
中溫氣體碳氮共滲與滲碳相比，由于氮的滲入，降低了奧氏體化的溫度，使碳氮共滲可在較低的溫度下進(jìn)行，這樣使零件的變形小且不易過(guò)熱，設(shè)備和工夾具的壽命也將延長(zhǎng)。中溫氣體碳氮共滲的工藝操作與氣體滲碳大致相同。所不同的是，在不斷向爐內(nèi)供給滲碳劑的同時(shí)，需不斷供給氨氣。
(1)中溫氣體碳氮共滲的介質(zhì)
常用的氣體碳氮共滲介質(zhì)是由滲碳劑（如煤油、甲烷、丙烷等）與氨所組成。液體有機(jī)化合物十氨：①煤油+氨；②甲醇+乙醇+氨。液體有機(jī)化合物分別裝在不同容器中，通過(guò)滴注器滴人爐內(nèi)。氨氣經(jīng)減壓和干燥后通人爐內(nèi)。
氣體滲碳劑+氨：吸熱式氣+甲烷（或丙烷）+氨。吸熱式氣露點(diǎn)控制在O℃左右。通入5%～10%的甲烷（或1%～3%丙烷）。氨通人量1%～10%。氣態(tài)氨通人工作爐前應(yīng)經(jīng)過(guò)含有0. 5nm分子篩或硅膠的干燥器中吸水，分子篩和硅膠根據(jù)使用量的情況應(yīng)定期在200℃左右烘干3h以上脫水。碳氮共滲介質(zhì)的加入量按每小時(shí)為爐膛體積的3～8次，小型設(shè)備取下限。煤油與氨氣的加入量要有一定的比例。
(2)中溫氣體碳氮共滲溫度
對(duì)碳鋼和低合金鋼，常用840～860℃，在此溫度范圍內(nèi)晶粒不長(zhǎng)大，變形小，滲速適當(dāng)并可在滲后直接淬火，溫度超過(guò)900℃純滲碳，易過(guò)熱致使晶粒粗大。對(duì)受力不大、要求變形小的薄壁耐磨件（自行車(chē)、縫紉機(jī)及儀表件）可在780～800℃共滲，800℃共滲工件心部不發(fā)生相變，韌性好，表面得到碳氮化合物和馬氏體，溫度再低，表面易形成脆性高的化合物。
(3)中溫氣體碳氮共滲時(shí)間
根據(jù)深層深度確定共滲時(shí)間，深層深度與共滲時(shí)間存在一定的關(guān)系。兩階段氣體碳氮共滲時(shí)，第一、二階段的時(shí)間基本相等，第二階段時(shí)間包括中間降溫時(shí)間。
(4)有效硬化深度的確定
滲碳氮層深度和有效滲碳氮層是不同的概念，有效滲碳氮層不僅和滲碳深度有關(guān)，而且還和工件形狀、質(zhì)量、熱處理加熱、保溫時(shí)間以及淬火介質(zhì)冷卻特性等因素有關(guān)，有效滲碳氮層具有實(shí)用價(jià)值。有效硬化層以HRC=50為界，通常采用參考碳量，即在一定淬火條件下要達(dá)到指定的有效硬化層深度所需要的含碳量，參考碳量可以使用的格羅斯曼和端淬曲線來(lái)得到，不同含碳量鋼的端淬曲線通過(guò)試驗(yàn)方法確定，也可以用計(jì)算法或借助于手冊(cè)。
油冷的冷卻強(qiáng)度H=0.2（無(wú)攪拌）～0.7（強(qiáng)烈攪拌）in，水冷的H=1.0（無(wú)攪拌）～1.5（強(qiáng)烈攪拌）in，鹽水冷卻的H=2.0（無(wú)攪拌）～5.0（強(qiáng)烈攪拌）in。H越大，冷卻越快。
(5)碳氮共滲的碳勢(shì)
碳勢(shì)設(shè)定要求一般在0. 80%～1. 00%C。供滲階段的爐內(nèi)壓力應(yīng)該保持在100～200MPa。
(6)共滲后熱處理
①低碳鋼零件共滲后可以直接在小于40℃的自來(lái)水中淬火；
?、诘吞己辖痄摗⒅刑冀Y(jié)構(gòu)鋼件形狀簡(jiǎn)單，可在小于80℃機(jī)油中冷卻；
③零件回火前必須按清洗防銹工藝去油，中間防銹后再回火；
④共滲件一般低溫剛火(180 -220)℃×2h即可，裝爐量多應(yīng)延長(zhǎng)時(shí)間，爐氣應(yīng)該循環(huán)，否則應(yīng)力不能完全消除；
⑤對(duì)熱處理要求變形小的零件，可以在閃點(diǎn)高的油中淬火，對(duì)合金鋼制件，也可以采用分級(jí)等溫淬火；
?、薰矟B后需機(jī)加工件，共滲后應(yīng)該空冷或緩冷，但重新加熱淬火時(shí)袁面應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，防止脫碳氧化；
?、吆t、鎳的高合金鋼如 12CrNi3A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA等工件共滲后可直接用油淬火，并冷處理（- 70～-80℃），然后再低溫回火，同樣也可以用高溫回火(600～650℃)代替冷處理（減少殘余奧氏體），然后再重新加熱到800～850℃淬油，并低溫回火。
本文參考《熱處理工藝問(wèn)答》一書(shū)。
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