很全面,渗碳+渗氮+碳氮共渗表面处理工艺
齿轮渗氮、氮碳共渗工艺及质量控制
齿轮渗氮、氮碳共渗工艺及质量控制
齿轮渗氮是一种提高齿轮表面硬度和耐磨性的表面处理方法，可以通过在齿轮表面注入氮气，使其在表面形成氮化层。
齿轮渗氮的主要工艺包括气体渗氮和盐浴渗氮两种方法。
1. 气体渗氮工艺：气体渗氮是将齿轮置于渗氮炉中，通过加热至高温状态，然后通过氨气或氮气等气体进行渗透处理，使氮原子渗入齿轮表面形成氮化层。
这种工艺具有操作简单、渗透深度可控、成本较低等优点。
2. 盐浴渗氮工艺：盐浴渗氮是将齿轮浸入温度较高的盐浴溶液中进行处理，使盐浴溶液中的氮原子渗透到齿轮表面形成氮化层。
这种工艺渗透速度较快，渗透深度大，但操作复杂，成本较高。
质量控制是齿轮渗氮过程中非常重要的环节，主要包括以下几个方面：
1. 温度控制：温度是齿轮渗氮过程中的重要参数，需要控制在合适的范围内，以保证渗透效果和避免过热损坏齿轮。
2. 渗氮时间控制：渗氮时间是影响氮化层深度和均匀性的重要因素，需要根据齿轮的具体要求和设计要求来确定。
3. 渗氮介质控制：选择合适的渗氮介质对于渗透效果和氮化层质量都有重要影
响，需要根据具体情况进行选择。
4. 清洗和处理后的质量检验：渗氮后需要对齿轮进行清洗和处理，以去除表面的残留物，然后进行质量检验，包括硬度测试、金相分析、氮化层厚度测量等。
通过合理的工艺选择和质量控制，可以确保齿轮渗氮的效果和质量，提高齿轮的使用寿命和性能。
中温气体碳氮共渗
中温气体碳氮共渗介绍中温气体碳氮共渗是一种常用的表面处理工艺，主要应用于金属制品的硬化和耐磨性提升。
本文将从定义、工艺流程、应用领域等方面对中温气体碳氮共渗进行全面探讨。
定义中温气体碳氮共渗是指在中温下，通过将含有碳氮成分的气体与金属表面进行接触，使碳氮元素在金属表面扩散，并与金属原子发生化学反应，从而在金属表面形成一层具有高硬度和耐磨性的化合物层。
工艺流程中温气体碳氮共渗的工艺流程通常包括以下几个步骤：1. 表面准备首先，需要对金属工件进行表面准备，包括去除表面氧化物、油污等杂质，以确保气体能够充分接触金属表面。
2. 清洁处理金属工件经过表面准备后，需要进行清洁处理，以去除表面的杂质和污染物，保证金属表面的纯净度。
3. 预处理在清洁处理后，需要对金属工件进行一些预处理，如钝化处理、活化处理等，以提高金属表面的反应性。
4. 碳氮共渗将含有碳氮成分的气体引入碳氮共渗设备中，通过控制温度、压力和时间等参数，使气体与金属工件表面进行接触和反应，从而实现碳氮的共渗。
5. 冷却处理碳氮共渗完成后，需要对金属工件进行冷却处理，以稳定共渗层的组织结构，并提高其硬度和耐磨性。
6. 后处理最后，对共渗后的金属工件进行后处理，包括清洗、除去残留气体等，以保证共渗层的质量和稳定性。
应用领域中温气体碳氮共渗广泛应用于各个行业的金属制品表面处理，主要包括以下几个方面：1. 汽车工业中温气体碳氮共渗可用于汽车发动机的活塞、曲轴、凸轮轴等零部件的表面处理，提高其硬度和耐磨性，延长使用寿命。
2. 机械制造在机械制造行业中，中温气体碳氮共渗可用于各种机械零部件的表面处理，如齿轮、轴承、滚子等，提高其硬度和耐磨性，增强其使用性能。
3. 刀具行业中温气体碳氮共渗可用于刀具的表面处理，使刀具具有更高的硬度和耐磨性，提高切削效率和使用寿命。
4. 航空航天在航空航天领域，中温气体碳氮共渗可用于发动机零部件、涡轮叶片等的表面处理，提高其耐高温和耐磨性能，提升航空发动机的性能。
模具表面的化学热处理技术
甲醇＋丙酮
风扇电动机 废气火焰 炉盖 砂封 电阻丝 耐热罐 工件 炉体
图 4-2 滴注式气体渗碳炉工作示意图
4．2．1．3 真空渗碳 真空渗碳是一个不平衡的增碳扩散型渗碳工艺，被处 理的工件在真空中加热到奥氏体化，并在渗碳气氛中渗碳， 然后扩散、淬火。由于渗碳前是在真空状态下加热，钢的 表面很干净，非常有利于碳原子的吸附和扩散。与气体渗 碳相比，真空渗碳的温度高，渗碳时间可明显缩短。
渗碳工艺应用于模具表面强化，主要体现在两个方面。 一方面用于低、中碳钢的渗碳。例如，塑料制品模具的形 状复杂，表面粗糙度要求高，常用冷挤压反印法来制造模 具的型腔。因此，可采用碳含量较低、塑性变形性能好的 塑料模具钢，如20、20Cr、12CrNi3A钢以及美国的P2、 P3、P4、P5钢等。先将退火状态的模具钢冷挤压反印法 成形，再进行渗碳或碳氮共渗处理。
4．2 模具表面的化学热处理技术 化学热处理是指将钢件置于特定的活性介质中加 热和保温，使一种或几种元素渗入工件表面，以改变 表层的化学成分、组织，使表层具有与心部不同的力 学性能或特殊的物理、化学性能的热处理工艺。化学 热处理的种类很多，一般都以渗入的元素来命名，常 用的化学热处理方法有渗碳、渗氮、碳氮共渗／氮碳 共渗、渗硼、渗金属等。
4．2．1．4 CD渗碳 CD渗碳是20世纪80年代后期出现的渗碳方法。CD渗 碳法采用含有大量强碳化物形成元素（如Cr、Ti、Mo、V） 的模具钢在渗碳气氛中加热，在碳原子自表面向内部扩散 的同时，渗层中沉淀出大量弥散合金碳化物，弥散碳化物 含量达50％以上，呈细小均匀分布，淬火、回火后可获得 很高的硬度和耐磨性。 经CD渗碳的模具心部没有像Cr12型模具钢和高速钢中 出现粗大共晶碳化物和严重的碳化物偏析，因而其心部韧 性比Cr12MoV钢提高3～5倍。实践表明，CD渗碳模具的使 用寿命大大超过Cr12型冷作模具钢和高速钢。
碳氮共渗热处理工艺
碳氮共渗热处理工艺碳氮共渗热处理工艺是一种常用的表面强化技术，它可以提高金属材料的硬度、耐磨性、抗腐蚀性和疲劳寿命等性能。
本文将从碳氮共渗的原理、工艺流程、影响因素和应用前景等方面进行介绍。
一、碳氮共渗的原理碳氮共渗是指在高温下将碳和氮同时渗入金属表面，形成碳氮化合物层。
这种层具有高硬度、高耐磨性、高抗腐蚀性和高疲劳寿命等优良性能。
碳氮化合物层的形成是由于碳和氮在金属表面的相互作用，形成了一系列的化合物，如Fe3C、Fe4N、Fe2-3(C,N)等。
这些化合物的硬度和稳定性都比金属基体高，因此可以提高金属材料的表面性能。
二、碳氮共渗的工艺流程碳氮共渗的工艺流程主要包括预处理、渗透、淬火和后处理等步骤。
1.预处理：将金属材料进行表面清洗和去油处理，以保证渗透剂能够充分渗透到金属表面。
2.渗透：将金属材料放入渗透炉中，在高温下进行碳氮共渗处理。
渗透剂一般采用氨气和甲烷的混合物，温度一般在800℃-950℃之间，时间一般在2-8小时之间。
3.淬火：将渗透后的金属材料迅速冷却，以保证碳氮化合物层的稳定性和硬度。
4.后处理：对淬火后的金属材料进行退火处理，以消除残余应力和提高材料的韧性。
三、碳氮共渗的影响因素碳氮共渗的效果受到多种因素的影响，如温度、时间、渗透剂成分、金属材料成分和表面状态等。
1.温度：温度是影响碳氮共渗效果的重要因素。
温度过低会导致渗透剂无法充分渗透到金属表面，温度过高会导致碳氮化合物层的过度生长和烧结。
2.时间：时间是影响碳氮共渗效果的另一个重要因素。
时间过短会导致碳氮化合物层的厚度不足，时间过长会导致碳氮化合物层的过度生长和烧结。
3.渗透剂成分：渗透剂成分对碳氮共渗效果也有很大的影响。
不同的渗透剂成分会导致不同的化合物生成，从而影响碳氮化合物层的性能。
4.金属材料成分和表面状态：金属材料的成分和表面状态也会影响碳氮共渗效果。
不同的金属材料对渗透剂的反应不同，表面状态的不同也会影响渗透剂的渗透性能。
碳氮共渗工艺.doc
碳氮共渗工艺碳氮共渗工艺是分很多种的，根据实际的不同选择最合适的是最有利的，把握好细节的处理是非常关键的。
下面就碳氮共渗工艺和大家简单说一下。
(1)直接淬火+低温回火1)工艺特点。
碳氮共渗后由共渗温度(820～860℃)直接淬火，然后进行低温回火160～200℃×2～3h。
2)工艺适用范围。
工艺简单适用于中、低碳钢及低合金钢，可获得满意的表面及心部组织。
一般选择油淬。
(2)分级淬火+低温回火1)工艺特点。
碳氮共渗后由共渗温度820～860℃直接在110～200℃热油或碱浴中分级淬火1～15min后空冷，再进行160～200℃低温回火。
2)工艺适用范围。
工件变形小，适用于尺寸要求较严格的合金钢件。
(3)有次加热淬火+低温回火1)工艺特点。
碳氮共渗后空冷或在冷却坑中缓冷，然后重新加热淬火+低温回火热处理。
2)工艺适用范围。
适用于共渗后需机械加工或因各种原因不宜直接淬火的工件。
(4)直接淬火、冷处理+低温回火1)工艺特点。
碳氮共渗后从共渗温度直接淬火，然后在-80～-70℃介贡中进行冷处理，随后进行低温回火，以减少表层残留奥氏体，提高硬度，稳定尺寸。
2)工艺适用范围。
适用于含铬、镍较多的合金钢，如12CrNiA、20Cr2Ni4A、18CrNiWA等。
(5)缓冷，高温回火，再重新加热淬火+低温回火1)工艺特点。
碳氮共渗后空冷或在冷却坑中缓冷，然后进行高温回火热处理，以减少残留奥氏体，再重新加热淬火+低温回火。
2)工艺适用范围。
适用于含铬、镍较多的合金钢，以及碳氮共渗后尚需机械加工件。
渗氮 渗碳 碳氮共渗
渗氮渗碳碳氮共渗碳氮共渗是一种常见的表面处理技术，通过渗碳和渗氮来改善材料的硬度和耐磨性。
本文将对渗氮、渗碳和碳氮共渗的原理、应用和工艺进行详细介绍。
一、渗氮渗氮是将氮原子渗入材料表面形成氮化物层的过程。
氮原子通过高温处理和氮气氛的作用，渗透到材料表面并与材料中的元素反应，形成硬质氮化物层。
这一薄层氮化物层不仅能提高材料的硬度和抗磨损性能，还能改善材料的耐腐蚀性。
渗氮的主要应用领域包括机械制造、汽车工业、航空航天等。
在机械制造中，渗氮可以增加零件的硬度和耐磨性，延长使用寿命；在汽车工业中，渗氮可以提高引擎零件的耐磨性和抗腐蚀性能；在航空航天领域，渗氮可以增强航空发动机部件的耐高温和耐磨性能。
渗氮的工艺流程一般包括清洗件表面、装配件和炉内预处理、渗氮和回火处理等步骤。
渗氮一般采用封闭式和开放式两种方式进行，根据具体应用需求可以选择合适的渗氮工艺。
二、渗碳渗碳是将碳原子渗入材料表面形成碳化物层的过程。
碳原子通过高温处理和含有碳气体的氛围，渗透到材料表面并在表面与材料中的元素反应，形成硬质碳化物层。
渗碳技术不仅能提升材料的硬度和耐磨性，还可以改善材料的断裂韧性和抗腐蚀性。
渗碳广泛应用于机械零件、钢铁制品等领域。
渗碳后的材料表面硬度高、耐磨性好，适用于制作耐磨零件，如轴承、齿轮等；同时碳化层的外表面与空气隔绝，降低了材料的腐蚀速率，提高了零件的使用寿命。
渗碳的工艺流程包括预处理、渗碳、淬火和回火等。
渗碳一般采用气体渗碳和液体渗碳两种方式进行，具体工艺参数可以根据材料的要求进行选择。
三、碳氮共渗碳氮共渗是将碳原子和氮原子同时渗入材料表面形成碳氮共渗层的过程。
碳氮共渗通过碳氮共渗剂和高温处理，使碳原子和氮原子分别与材料中的元素发生反应，形成硬质碳氮化物层。
碳氮共渗能够同时获得渗碳和渗氮的特性，提高材料的硬度、耐磨性和抗腐蚀性。
碳氮共渗广泛应用于汽车工业、航空航天等领域。
在汽车工业中，碳氮共渗可以提高零部件的硬度和耐磨性，同时还可以提高零部件的抗磨损能力和抗腐蚀性；在航空航天领域，碳氮共渗可以增强发动机部件的抗高温性能和抗腐蚀能力。
碳氮共渗的三个基本流程
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1. 预处理。
预处理旨在为后续的渗碳和氮化处理做好准备，包括以下步骤：脱脂和清洗，去除工件表面的油污、灰尘和氧化物，确保渗碳剂和氮化剂均匀渗透。
氮碳共渗工艺流程
氮碳共渗工艺流程
《氮碳共渗工艺流程》
氮碳共渗工艺是一种通过将氮气和碳源同时引入工件表面进行热处理的方法，以提高材料表面的硬度和耐磨性。
这种工艺在金属加工和热处理行业中被广泛应用，特别是在汽车零部件、机械零件和工具加工领域中具有重要的意义。
该工艺流程主要包括准备工作、氮碳共渗处理、淬火和回火等步骤。
在准备工作阶段，首先需要清洗和除去工件表面的油污、锈蚀等杂质，确保表面光洁。
然后将工件放置在氮碳共渗炉中，在一定的温度和气氛条件下进行处理。
氮气和碳源配比通过控制进气量和比例来实现，以保证渗碳层的均匀性和硬度。
处理时间取决于工件材料和尺寸，通常在几小时到数十小时不等。
处理完毕后，工件需要进行淬火和回火处理。
淬火是通过急冷工件表面，使其达到较高的硬度，提高耐磨性和强度。
回火则是通过加热工件至一定温度，然后进行缓慢冷却，使其获得适当的韧性和塑性。
这两项处理操作对于提高工件的综合性能至关重要。
总的来说，氮碳共渗工艺流程具有较为清晰的步骤和操作规范，通过合理控制处理参数和时间，可以获得理想的表面硬度和性能。
在实际应用中，需要针对不同的工件材料和要求，选择合适的处理工艺和工艺参数，以获得最佳的处理效果。
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很全面，渗碳+渗氮+碳氮共渗表面处理工艺
渗碳与渗氮一般是指钢的表面化学热处理
渗碳必须用低碳钢或低碳合金钢。
可分为固体、液体、气体渗碳三种。
应用较广泛的气体渗碳，加热温度900-950摄氏度。
渗碳深度主要取决于保温时间，一般按每小时0.2-0.25毫米估算。
表面含碳量可达0.85%-1.05%。
渗碳后必须热处理，常用淬火后低温回火。
得到表面高硬度心部高韧性的耐磨抗冲击零件。
渗氮应用最广泛的气体渗氮，加热温度500-600摄氏度。
氮原子与钢的表面中的铝、铬、钼形成氮化物，一般深度为0.1-0.6毫米，氮化层不用淬火即可得到很高的硬度，这种性能可维持到600-650摄氏度。
工件变形小，可防止水、蒸气、碱性溶液的腐蚀。
但生产周期长，成本高，氮化层薄而脆，不宜承受集中的重载荷。
主要用来处理重要和复杂的精密零件。
涂层、镀膜、是物理的方法。
“渗”是化学变化，本质不同。
钢的渗碳——就是将低碳钢在富碳的介质中加热到高温(一般为900-950C)，使活性碳原子渗入钢的表面，以获得高碳的渗层组织。
随后经淬火和低温回火，使表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力，而心部仍保持足够的强度和韧性。
渗碳钢的化学成分特点
（1）渗碳钢的含碳量一般都在0.15%-0.25％范围内，对于重载的渗碳体，可以提高到0.25%-0.30％，以使心部在淬火及低温回火后仍具有足够的塑性和韧性。
但含碳量不能太低,，否则就不能保证一定的强度。
（2）合金元素在渗碳钢中的作用是提高淬透性，细化晶粒，强化固溶体，影响渗层中的含碳量、渗层厚度及组织。
在渗碳钢中通常加入的合金元素有锰、铬、镍、钼、钨、钒、硼等。
常用渗碳钢可以分碳素渗碳钢和合金渗碳钢两大类
（1）碳素渗碳钢中，用得最多的是15和20钢，它们经渗碳和热处理后表面硬度可达56-62HRC。
但由于淬透性较低，只适用于心部强度要求不高、受力小、承受磨损的小型零件，如轴套、链条等。
（2）低合金渗碳钢如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等，其渗透性和心部强度均较碳素渗碳钢高，可用于制造一般机械中的较为重要的渗碳件，如汽车、拖拉机中的齿轮、活塞销等。
（3）中合金渗碳钢如20Cr2Ni4、18Cr2N4W、15Si3MoWV等，由于具有很高的淬透性和较高的强度及韧性，主要用以制造截面较大、承。