轴承碳氮共渗技术条件
滚动轴承钢碳氮共渗工艺研究
滚动轴承钢碳氮共渗工艺研究
刘德义;谢卿东;任瑞铭
【期刊名称】《大连交通大学学报》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘要】以GCr15和GCr15SiMn轴承钢为研究对象,进行不同工艺的碳氮共渗热处理实验研究。
利用光学显微镜观察试样热处理后的显微组织、晶粒度,利用X-射线衍射仪分析热处理后残余奥氏体的含量,利用硬度仪测量试样热处理后的硬度变化规律,研究共渗温度对渗层组织和性能的影响。
研究结果表明:考虑碳氮共渗层深度、显微组织、晶粒度以及硬度综合因素,碳氮共渗温度控制在820℃,碳势控制在1.18%,进行淬火和低温回火的组织和性能较好。
该工艺下增加冷处理,GCr15SiMn 试样表面硬度从64.5 HRC提高至66.1 HRC,表面残余奥氏体量从22.1%下降至12.5%。
冷处理有效降低了表面残余奥氏体含量。
【总页数】8页(P84-91)
【作者】刘德义;谢卿东;任瑞铭
【作者单位】大连交通大学材料科学与工程学院;辽宁省轨道交通关键材料重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG1
【相关文献】
1.DC53钢的离子氮碳共渗工艺及稀土催渗研究
2.高耐蚀盐浴氮碳共渗加后氧化及低温氮碳共渗工艺的研究
3.马氏体轴承钢碳氮共渗滚动接触疲劳失效机理
4.SKD11钢的离子氮碳共渗工艺及其稀土催渗研究
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氮碳共渗工艺
氮碳共渗工艺
2 D 9 B0 @) d S; O 氮碳共渗工艺
氮碳共渗工艺是将金属材料中的碳、氮元素以及其它含量较低的元素，在温度和压力控制下，共渗到金属材料表面金属组织，使金属材料有润滑性、阻尼性、耐磨性和耐腐蚀性的表面性能综合增强方法。
本工艺广泛应用于摩擦副、机械部件、紧固件等小型制件的加工。
氮碳共渗工艺主要包括氮碳渗碳、氮碳渗氮和氮碳共渗。
氮碳渗碳是一种在低温（500-550℃）下金属被碳化，使金属表面形成抗磨、抗腐蚀、耐热、抗氧化的碳层。
氮碳渗氮一种在中温（600-700℃）下，在碳钢表面形成硬而耐磨的氮化膜，其耐磨性能超过硬质合金。
氮碳共渗工艺是一种在较高温（700-950℃）下，金属表面氮碳共渗，同时形成的氮碳合金膜具有极强的抗磨性能、抗腐蚀性、耐热性和抗氧化性。
氮碳共渗工艺主要有熔融渗碳、液体渗碳和气态渗碳三种。
熔融渗碳的特点是工艺结构简单，对工件的质量要求低，控制和管理较为容易，可以大批量生产，但产品性能较差，颗粒大，有一定的沉积度。
液体渗碳的特点是工艺复杂，对工件的质量要求较高，控制和管理较为困难，但由于采用热悬浮技术，所生产的产品性能较高，颗粒细小，沉积速率也较快。
气态渗碳的特点是工艺复杂，对工件的质量要求高，控制和管理
较难，但由于采用高温高速的技术，所生产的产品性能较好，颗粒较细，沉积度低。
氮碳共渗工艺可以大大提高金属材料表面性能，是一种较发达的现代金属表面处理技术。
碳氮共渗深度和硬度
碳氮共渗深度和硬度
碳氮共渗的深度和硬度取决于多个因素，包括温度、时间、合金成分等。
以下是一些常见的碳氮共渗深度和硬度标准：
1.在常规条件下，碳氮共渗的深度约为0.5至
2.5毫米，硬度范围为500至700
HV。
2.如果采用较高的温度和较长的处理时间，碳氮共渗的深度和硬度范围可能会更高。
例如，在580℃至620℃的温度下处理2至6小时，硬度范围可达到800至1000
HV，深度约为1至3毫米。
3.合金成分也会对碳氮共渗的深度和硬度产生影响。
通常，较高含量的氮含量可以提
高硬度和深度，而较高含量的碳含量可以提高硬度和降低深度。
需要注意的是，这些标准仅供参考，实际碳氮共渗的深度和硬度会因具体条件而有所不同。
如果您需要具体的碳氮共渗深度和硬度标准，建议咨询相关的材料科学家或工程师。
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。
轴承渗氮要求及检验方法
E-6006TVP5/02及E-6206TVP5-2RSL/02渗氮要求1.渗氮轴承套圈尺寸及允许变形量及锥度要求2.渗层要求★2.1渗氮层深最小≥0.3mm★2.2表层含氮量0.25mm处，N含量0.1~0.5%，该处必须采用随炉样块端面磨掉0.25后光谱仪测量。
★2.3白亮层深度渗氮后，金相检查，白亮层深度≤0.05mm。
3.渗氮层脆性要求应在零件工作部位或随炉试样的表面检验碳氮层的脆性。
具体检测方法见GB/T 11354-2005中1~2级合格。
4.渗氮层疏松要求取其疏松最严重的部位，参照渗氮层疏松级别图进行判定。
具体检测方法见GB/T 11354-2005。
1~2级合格。
碳氮共渗疏松级别说明见表2表2 渗氮层疏松说明检测数量：每型号每批检测1只。
★5.金相氮化物级别按扩散层中的化合物的形态、数量和分布情况来评判，取样位置按最差部位来选取。
检测数量：每型号每批检测1只。
★6.渗层组织渗层组织1~2级合格，具体方法见GB/T 11354《钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织评级》表3氮化物级别说明7.外观质量7.1零件的表面应清洁，渗氮后表面色差必须一致。
7.2渗氮过程，套圈端面层与层之间必须用铁丝网隔开，避免端面与沟道面渗层不一致。
7.3渗氮过程中，不允许套圈外径接触，相邻套圈必须隔开。
8.包装及储存8.1运输过程中，保证套圈无明显磕碰伤。
8.2每炉产品必须单独标识并进行包装，每炉的随炉样跟套圈一起发出。
说明：带★项为重点关注项。
该要求目前在初级阶段，在检验过程中，发现问题，请及时沟通取证，便于后续改进。
轴承钢碳氮共渗.pdf
温州人本汽车轴承股份有限公司检测报告
型号/规格6205P54/02(80000050)
批号2CZ141226N25KD
车削单位超海
热处理单位温州为尚
检测项目硬度、金相
批准人张纯志
核验员李芸
检测员张艳红
报告日期2015年1月5日
本次检测所依据的技术规范（代号、名称）：
1、GB/T230.1-2009《金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法》
2、JB/T1255-2014《滚动轴承高碳铬轴承钢零件热处理技术条件》
3、GB/T13298-1991《金属显微组织检验方法》
检测结论：
1、硬度检测
序
实测值
号
161.361.661.2
261.661.261.6
361.561.361.7
461.461.461.4
561.361.461.3
6
7
8
控制标准:61-64
判定结果：合格
2、金相检测
控制标准：马氏体1-4级，屈氏体1-2级。
检测结果：6205/02KD表面组织正常，心部马氏体3级，无脱贫碳、氧化现象。
判定结果：合格。
表面组织心部组织。
轴承保持架低压脉冲真空氮碳共渗工艺
目前 ， 轴承保持架 氮碳 共渗工艺大致 可 以分
为 ２种 ： 通氨滴醇法和 Ｎ ， Ｃ ： Ｈ ＋ Ｏ 低压脉冲法。其
中， 通氨 滴 醇 法应 用 较 成 熟 ， 艺 也 相 对 稳 定 ， 工 缺 点是氮碳共 渗 时间非 常长 ， 气体 消耗量 大 ， 不环
汽车变速箱 、 摩托车 曲轴等重要部 位的轴承
保持架通常是用低碳钢 冲压而成 ， 日本 的材料牌 号为 Ｓ Ｃ ， Ｐ Ｃ 相当于 中国材料牌号 的 ０ ，８ １１ ， ８ ０ Ａ ，０ １Ｆ等 ， ０ 通过氮碳共渗 （ 或称软氮化 ） 理可 以较 处 大幅度提高保持架的硬度、 耐磨性 和抗拉强度－ ； １ 另一方面 ， 由于低碳钢不耐腐蚀 、 易氧化 ， 这就要 求对这类轴承保持架进行表面处理。
间， 气体消耗量相对较小， 约能源。但低压脉冲 节 法在轴承保持架表面处理 中的应用较少 ， 对其工 艺的研究还不完善 ， 尤其对低压 脉冲工艺 中脉冲 幅度 、 抽气时间、 保压 时间等相关参数 的确定 ， 各 参数对氮 碳共渗表 面质量 的影 响水 平还不很 明 确 。下文采用正交试验及极差分析法对氮碳共渗 低脉冲工 艺在 固定 的温度 和 固定气 氛 比例条 件 下， 脉冲工 艺参数 （ 冲幅度、 压 时间、 冲时 脉 保 脉 间） 对轴承保持架氮碳共渗表面 白亮层深度 、 表面 硬 度 的影 响进行 了工 艺试 验 。
曼 Ｑ 三鱼 轴 承 曼 Ｑ二 ！ 兰
２ １年１ ０ ２ 期
ＣＮ ４ｌ一１ ４ ／ Ｈ Ｂｅ ｒｎ １８ Ｔ ａ ｉ ｇ２０１２， Ｎｏ．１
． 工艺与 装Байду номын сангаас ． Ｉ
轴 承 保 持 架 低 压脉 冲 真 空 氮 碳 共 渗 工 艺
轴承渗碳工艺
轴承渗碳工艺轴承渗碳工艺是一种常见的表面处理技术，广泛应用于机械制造、汽车、飞机等领域，旨在提高轴承的使用寿命和性能。
本文将对轴承渗碳工艺的原理、方法、工艺流程、优缺点等方面做一个详细介绍。
一、轴承渗碳工艺的原理轴承渗碳工艺是利用炭化性能良好的碳源，将其在一定的温度和气氛下接触要处理的轴承表面，经过一定时间后形成富含碳的渗层，从而改善轴承的表面硬度、耐磨性和抗疲劳性。
碳化物在钢体表面扩散的过程中，同时还会发生化学镀铁、氮化等作用，使轴承表面更加光滑、硬度更高，避免表面的腐蚀和摩擦。
二、轴承渗碳工艺的方法根据渗碳过程中所用的碳源可分为固体碳源渗碳工艺、气体碳源渗碳工艺；根据渗碳温度和时间的不同，可分为低温渗碳、中温渗碳、高温渗碳。
1.固体碳源渗碳工艺所谓的固体碳源渗碳，是指将含有碳元素的固体材料，例如石墨、贫碳钢粉等摆放在要处理的轴承表面上，在一定的温度和气氛下让其渗透钢体表面，形成渗碳层。
这种方法的优点是操作简单，处理效果可靠，适用于批量生产。
缺点是需要用到一定的固体碳源材料，增加了生产成本。
2.气体碳源渗碳工艺气体碳源渗碳是将含碳有机气体、无机气体分别分配到温度加热均匀的渗碳炉中，将碳元素和其它气体原子传递到要处理的轴承表面，形成渗碳层。
这种方法的优点是操作方便，成本低廉，可以在较短时间内形成直观的渗层。
缺点是需要准确掌握气体流量、温度和渗碳时间等，以确保渗碳层的质量和厚度。
3.低温渗碳低温渗碳是将要处理的轴承表面暴露在500°C一下的低温炉中，渗碳时间较长，达到几十小时后方能形成渗层。
这种方法渗碳层薄，但是具有极高的抗疲劳性和刚性，常常应用于大型高速轴承和高精度轴承的领域。
4.中温渗碳中温渗碳的温度范围为750°C-950°C，渗碳时间一般在6-20小时之间。
这种方法渗碳层比低温渗碳厚，硬度较高，适用于一般的轴承、齿轮等零件。
5.高温渗碳高温渗碳的温度范围为950°C-1050°C，渗碳时间不超过6小时。
大型圆锥滚子轴承套圈碳氮共渗工艺优化
大型圆锥滚子轴承套圈碳氮共渗工艺优化
曾志鹏;周瑞虎;王帅
【期刊名称】《轴承》
【年(卷),期】2024()6
【摘要】碳氮共渗工艺可以大幅提升轴承疲劳寿命,但在商用车轮毂轴承上的研究还较少。
采用工艺试验的方法,分析对比不同温度、碳势、NH_(3)流量和工艺时间对33022圆锥滚子轴承的渗层深度和表面硬度的影响,得到了最佳工艺参数:强渗阶段,温度为860℃,NH_(3)流量为2.5 L/min,碳势为1.2%,时间为330 min;扩散阶段,温度为860℃,NH_(3)流量为2.5 L/min,碳势为1.0%,时间为60 min;保温阶段,温度为820℃,NH_(3)流量为2.5 L/min,碳势为1.0%,时间为60 min。
工艺优化后,测量碳氮共渗后的轴承尺寸、表面组织和硬度,均能满足产品技术要求;轴承疲劳试验结果表明,相比于常规马氏体淬回火热处理工艺,碳氮共渗处理后的轴承寿命由
2L_(10)提升至5L_(10),有效提高了轴承的疲劳寿命。
【总页数】6页(P91-96)
【作者】曾志鹏;周瑞虎;王帅
【作者单位】襄阳汽车轴承股份有限公司;湖北文理学院机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.33;TG156.8
【相关文献】
1.高耐蚀盐浴氮碳共渗加后氧化及低温氮碳共渗工艺的研究
2.低温气体碳氮(氮碳)共渗复合催渗工艺
3.GCr15钢轴承套圈碳氮共渗后表面金相黑色组织分析
4.从一种阀套氮碳共渗变形谈氮碳共渗前的热处理
5.变速箱齿套碳氮共渗及压淬工艺关键技术
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滚动轴承渗碳轴承钢零件热处理技术条件
滚动轴承渗碳轴承钢零件热处理技术条件说到滚动轴承，大家肯定都不陌生。
它那种在机器里转来转去的模样，简直是每天都能看到。
说实话，轴承的工作就像是人们平时走路，轻轻松松，却又必不可少，缺了它，机器怎么能顺利运转呢？不过，轴承虽小，却肩负着大任务。
它们需要承受巨大的压力，频繁地转动，不能有半点儿马虎。
所以，制作这些轴承的材料可不是随便选的。
现在有一种特别重要的材料，就是渗碳轴承钢。
说到渗碳轴承钢，嘿，那可就有意思了。
什么是渗碳？这可是一个听起来很专业的词。
简单来说，就是把钢材表面通过加热的方式，让碳元素渗入钢材表面，让钢材表面变得更加坚硬，就像给它穿上一层铁皮一样。
这样一来，钢材就不容易磨损，承受的压力也大大增加。
也就是说，渗碳处理就像是给轴承穿上了一件超强的“铠甲”，使它在面对高温、高负荷的工作环境时，依然能“挺胸”应对。
就像咱们平常工作时，戴上了防护装备，安全感满满，做事也能更有底气，不怕任何挑战。
可是，渗碳处理的工作可不能马虎。
温度控制得特别重要。
要想让钢材表面吸收足够的碳，但又不至于把它弄坏，这个温度控制的精确度简直是关键中的关键。
想象一下，一不小心把温度调高了，那钢材表面就可能烧焦，硬度反而下降；反过来，温度不够，那碳渗透得就不深，钢材的表面保护性也大打折扣。
所以，做热处理时，炉子的温度就像厨师掌握火候一样，既不能火大了，也不能火小了。
然后说到时间，哎呀，渗碳处理的时间长短也得控制得恰到好处。
过了这段时间，碳渗透得足够深，钢材表面就会变得硬得像块石头。
但如果时间不够，碳没渗透到位，那钢材的表面就软了，哪能承受得住那些机器的高强度负荷啊？可以说，这就是一场时间与温度的“拉锯战”，每一步都得精准到位，才有可能得到理想的结果。
好吧，咱们聊了这么多处理过程，别以为就这么简单，等着。
咱说，渗碳钢轴承的工作环境可不是闹着玩的。
它们通常都得在高速运转、重负荷、或者极端环境下工作。
哪怕你给它加了装备，它还是得经得起各种考验。
很全面,渗碳+渗氮+碳氮共渗表面处理工艺
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。
氮碳共渗工艺
氮碳共渗工艺氮碳共渗工艺是一种通过将氮和碳同时渗入材料表面以提高其硬度和耐磨性的表面处理技术。
该工艺在各个领域中得到广泛应用，包括机械制造、汽车工业、航空航天等。
氮碳共渗工艺的基本原理是将材料置于含氮和碳的气氛中，在高温下进行处理。
氮和碳原子会渗入材料表面并与其基体元素发生化学反应，形成氮化物和碳化物的复合层。
这种复合层的硬度和耐磨性优于材料的基体，因此能够显著提高材料的性能。
在氮碳共渗工艺中，温度和渗透时间是关键因素。
通常情况下，温度会控制在800℃到1050℃之间，而渗透时间则根据材料的要求来确定。
较长的渗透时间可以产生更深的渗层，但也会增加处理时间和成本。
因此，在实际应用中需要根据具体情况进行合理的选择。
氮碳共渗工艺的优点之一是能够提高材料的硬度和耐磨性。
由于渗层的硬度高于基体材料，可以有效地延长材料的使用寿命。
此外，渗层还能够提高材料的抗腐蚀性能，增强其耐候性和耐高温性能。
另一个优点是氮碳共渗工艺的适用范围广。
无论是钢材、铁材还是铝材等，都可以通过这种工艺进行表面处理。
而且，氮碳共渗工艺还可以与其他表面处理技术相结合，如氮化、碳化等，进一步提高材料的性能。
然而，氮碳共渗工艺也存在一些限制。
首先，该工艺只适用于可以耐受高温的材料。
对于某些低熔点材料，渗透温度可能会导致材料的变形或损坏。
其次，渗透层的厚度受到限制。
由于渗透是一个表面处理过程，渗透层的厚度通常在几微米到几十微米之间。
对于需要更深的渗层的应用来说，可能需要采用其他处理方法。
总的来说，氮碳共渗工艺是一种有效的表面处理技术，能够显著提高材料的硬度和耐磨性。
它在各个领域中得到广泛应用，并且可以与其他表面处理技术相结合，进一步提高材料的性能。
然而，该工艺也有一些限制，需要根据具体情况进行选择和应用。
通过不断的研究和发展，相信氮碳共渗工艺将在未来得到更广泛的应用。
碳氮共渗
专题三钢的化学热处理—－碳氮共渗工艺设计与操作一、实验目的1、初步掌握碳氮共渗工艺过程及主要工艺参数的制定2、初步掌握碳氮共渗的操作方法及化学热处理质量检测与控制方法二、实验原理1. 碳氮共渗工艺参数的制定⑴碳氮共渗温度的选择温度的升高、渗入速度显著加快。
在常用的碳氮共渗温度范围内，随着温度的升高，氮的表面层浓度越来越低，而且急剧下降，而碳的含量却逐渐提高，特别是碳原子的渗入深度大大提高，但是高温下碳原子扩散加速所以碳的浓度达到一定值后又降低。
碳氮共渗温度较低时表面易形成脆性的高氮低碳化合物ε相，温度升高时可获得含氮渗碳体。
另外，由于氮的作用及氮碳的共同作用，碳氮共渗后的残余奥氏体量比渗碳时多且与共渗温度有关，温度的提高残余奥氏体在渗层中的分布加深，而其数量随温度的升高先是降低而后又随温度的升高而增加。
因此，在选择碳氮共渗温度时应该遵循的原则是：①尽可能提高渗速；②尽可能使渗层中保存一定的氮量；③尽可能使渗层中减少化合物层的出现；④尽可能使渗层在淬火后残余奥氏体量调整到一定值；⑤尽可能减少零件的变形。
综合各种因素，通常碳氮共渗温度在820～870℃之间。
⑵碳氮共渗时间的选择碳氮共渗工艺时间的长短主要决定于所要求的共渗层深度、共渗温度和钢种，此外共渗剂的成分和流量以及装炉量等也都有一定的影响。
共渗层深度与共渗时间的关系可以用下式表示：X=Kτ式中：X为共渗层深度（mm），τ为共渗时间（h）, K为共渗系数。
其中共渗系数与共渗温度、共渗介质和钢种有关，可通过实验测得。
表2列出了常用钢种的K值。
通常在较低的温度下碳氮共渗时，表面硬度随时间的延长而迅速增加；但当共渗时间继续延长时表面硬度不再增加。
而在较高的温度下碳氮共渗时，表面硬度值所对应的时间是2～3小时，如时间继续延长，表面硬度反而有下降的趋势。
表2 常用钢种的K值⑶碳氮共渗炉内气氛的控制气体碳氮共渗以渗碳为主；共渗剂通常由滴入液体渗碳剂和通入氨气，液体渗碳剂通常取丙酮或煤油和稀释剂甲醇。
轴承钢碳氮共渗碳的原因
轴承钢碳氮共渗碳的原因轴承钢碳氮共渗碳是一种常用的表面处理技术，通过同时在轴承钢表面进行碳和氮的共渗，可以大大提高轴承钢的硬度、耐磨性和抗疲劳性能。
那么，为什么碳氮共渗碳可以起到这样的作用呢？碳氮共渗碳可以提高轴承钢的硬度。
碳和氮是两种常见的合金元素，在轴承钢表面进行共渗，可以使碳和氮与钢中的铁元素发生化学反应，形成强硬的碳化物和氮化物。
这些碳化物和氮化物具有很高的硬度，可以显著提高轴承钢的表面硬度。
而表面硬度的提高对于承受高压、高速旋转和重载的轴承来说尤为重要，可以有效延长轴承的使用寿命。
碳氮共渗碳可以提高轴承钢的耐磨性。
在轴承运转过程中，轴承表面会受到来自外界的摩擦和磨损。
而碳氮共渗碳可以在轴承表面形成一层坚硬的碳化物和氮化物层，这些层能够增加轴承表面的硬度和耐磨性。
在实际应用中，碳氮共渗碳处理后的轴承表面摩擦系数更低，摩擦磨损减少，从而延长了轴承的使用寿命。
碳氮共渗碳还可以提高轴承钢的抗疲劳性能。
在轴承工作过程中，轴承表面往往会受到来自外界的冲击和震动，这些冲击和震动容易导致轴承表面产生微小裂纹。
而碳氮共渗碳可以形成一层坚硬的表面层，能够有效地抵抗裂纹的扩展，提高轴承的抗疲劳性能。
碳氮共渗碳处理后的轴承具有更高的疲劳寿命，可以承受更大的工作负荷和振动。
总结起来，轴承钢碳氮共渗碳之所以能够提高轴承钢的硬度、耐磨性和抗疲劳性能，是因为共渗过程中形成的碳化物和氮化物层。
这些层能够增加轴承表面的硬度，提高轴承的耐磨性和抗疲劳性能。
通过碳氮共渗碳技术处理的轴承具有更长的使用寿命和更高的可靠性，广泛应用于各种机械设备和工业领域中。
在实际应用中，碳氮共渗碳还可以根据不同的要求进行调节和优化。
通过控制共渗温度、时间和气氛组成等参数，可以调整碳氮共渗碳的深度和均匀性，以及形成的碳化物和氮化物的类型和含量。
这样可以根据具体的使用要求，选择不同的共渗工艺和参数，以获得最佳的表面处理效果。
轴承钢碳氮共渗碳通过形成硬度高、耐磨性好和抗疲劳性能强的碳化物和氮化物层，可以显著提高轴承钢的性能和使用寿命。
碳氮共渗_精品文档
碳氮共渗碳氮共渗技术在材料工程领域中扮演着重要的角色。
碳和氮是两个常见的元素，它们的共渗可以显著改善材料的性能，包括硬度、耐腐蚀性、耐磨损性以及高温性能等。
本文将介绍碳氮共渗的基本概念、工艺过程、影响因素以及应用领域。
碳氮共渗是一种将碳和氮同时渗入材料表面的过程。
通过在高温下将含有碳和氮的气体或固体与材料接触，使元素渗透到材料的表层中。
这种共渗过程不仅会增加材料的硬度，还会形成一种称为碳化物或氮化物的新相，从而显著改善材料的性能。
碳氮共渗的工艺过程通常分为几个步骤。
首先，需要选择合适的碳氮源和材料基体。
常用的碳源包括固体碳源，如石墨、金刚石等，以及气体碳源，如甲烷、乙烯等。
而氮源可以是氨气、氮气等。
材料基体通常是金属或陶瓷材料。
在共渗过程中，首先要将材料基体与碳氮源置于高温环境下，通常为800℃至1200℃。
然后，在一定时间内，让碳和氮渗透到材料的表面。
渗透速率受到温度、渗透剂浓度、渗透时间等因素的影响。
碳氮共渗的影响因素非常复杂，包括温度、渗透剂浓度、渗透时间、基体材料等。
温度是影响共渗速率和深度的关键因素。
高温可以提高材料的扩散速率，从而促进共渗的进行。
同时，渗透剂浓度和渗透时间也会直接影响共渗层的厚度和均匀性。
碳氮共渗技术在许多领域中具有广泛的应用。
其中最重要的应用之一是在材料硬度方面的提升。
碳氮共渗可以形成一种称为碳氮化物的新相，具有良好的硬度和耐磨损性。
因此，碳氮共渗被广泛应用于工具钢、汽车发动机零部件、轴承等领域。
此外，碳氮共渗还可以提高材料的耐腐蚀性能，使其更适合在恶劣环境中使用。
总之，碳氮共渗技术是一种重要的材料加工技术，它可以显著改善材料的性能。
通过调整温度、渗透剂浓度和渗透时间等参数，可以实现对共渗层性质的控制。
碳氮共渗在材料硬度、耐磨损性、耐腐蚀性等方面的应用表明，这种技术在工程领域中具有广泛的应用前景。
未来，随着材料科学的进一步发展，碳氮共渗技术将不断优化和创新，为材料工程带来更多的突破和进步。
渗碳 渗氮、氮碳共渗标准
渗碳渗氮、氮碳共渗标准通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。
不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。
这种不锈性和耐蚀性是相对的。
试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。
不锈钢的分类方法很多。
按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。
由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。
奥氏体不锈钢在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。
钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。
奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni 系列钢。
奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。
如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。
此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。
此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。
高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。
由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。
铁素体不锈钢在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。
轴承钢碳氮共渗工艺
扩散阶段
扩散温度：870-880℃扩散时间：2-3h扩散碳势：1.1%-1.3%
4
缓冷与退火处理
缓冷速度：50-100℃/h退火温度与时间根据具体工艺要求设定，以消除残余应力和提高材料的韧性。
5
奥氏体化处理
奥氏体化加热温度：840-850℃保温时间根据具体工艺要求设定。
6
淬火处理
油温：60-140℃淬火时间和冷却方式根据具体工艺要求设定。7Fra bibliotek回火处理
回火温度：160-400℃回火时间：90-120min确保轴承钢获得所需的硬度和韧性。
轴承钢碳氮共渗工艺
步骤序号
工艺步骤
主要参数及描述
1
清洗
去除轴承钢表面的油污和杂质，确保表面清洁。
2
预氧化处理
对轴承钢进行预氧化，为后续的碳氮共渗处理做准备。
3
碳氮共渗
3.1
强渗阶段
强渗温度：890-900℃强渗时间：2-3h强渗碳势：1.2%-1.4%氮气流量：6-7m3/h甲醇流量：5-6l/h丙烷流量：2-3m3/h氨气流量：0.9m3/h
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。
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版本号
第1版
标题
生效日期
轴承碳氮共渗技术条件
页数
共2页
第1页
一、质量项目及要求
1、硬度：60-65HRC；
2、渗层深度：热处理后渗层深度≥0.40mm，磨工成品应留渗层深度≥0.10mm；
3、热处理表面粗大碳氮化合物深度≤0.10mm；测量方法按本技术条件典型碳氮共渗金相图片的图1执行。磨工成品磨加工面不允许有粗大碳氮化合物，非磨加工面允许粗大碳氮化合物深度≤0.10mm；
三、典型碳氮共渗金相图片
文件编号技术条件
页数
共2页
第2页
图1：碳氮共渗渗层深度、表面粗大图2：碳氮共渗表面组织合格
深度和表面组织合格
图3：碳氮共渗表面组织不合格
编制：
审核：
批准：
4、表面组织按本技术条件典型碳氮共渗金相图片进行评定，图1和图2合格、图3不合格。热处理后表面组织的评定以表面向内0.1mm后的视场为准；
5、其他要求暂参考执行GB/T34891；
二、渗层深度检测方法
1、渗层深度判定以金相观察法为主，当双方出现争议时，再使用硬度梯度法进行最终判定；
2、硬度梯度判定方法：在1公斤测力下检测维氏硬度，以表面到大于心部20HV的垂直距离计算碳氮共渗层深；