渗氮、渗碳工艺

1 前面已经提到了约99%的自攻螺钉采用碳钢，即渗碳钢制造；其中自钻自攻螺钉也可以采用热处理钢制造（实际上生产企业大多采用渗碳钢，目前国内外大多采用C1018，C1022等材料来制造自攻螺钉各类产品

1、普通自攻螺钉的机械性能

（1）ISO2702、GB/T3098.5、DIN267T12

①表面硬度：≥450HV0.3。

②芯部硬度：≤ST3.9：270～390HV5，＞ST3.9：270～390HV10。

③渗碳层深度：。

M2.5 0.04～0.12mm

M3: 0.05～0.18mm

M4～M5: 0.10～0.25mm

M6～M8: 0.15～0.28mm

2、纤维板钉的机械性能

（1）表面硬度：450～750HV0.3。

（2）芯部硬度：2.5mm～4mm: 320～450HV5；4.5mm～6mm: 320～450HV10。

（3）渗碳层深度：2.5mm～3mm：0.05～0.18mm；3.5mm～6mm：0.10～0.23mm。

（4）破坏扭矩：2.5mm：≥1.0Nm 3mm：≥1.5Nm 3.5mm：≥2.0Nm 4mm：≥3.0Nm 4.5mm：≥4.3Nm 5mm：≥6.2Nm

6mm：≥10.8Nm

（5）弯折角试验：≥15°。

3、墙板自攻螺钉机械性能

（1）表面硬度：≥560HV0.3。

（2）渗碳层深度： 0.05～0.10mm。

（3）拧入性:拧入转速:2000～3000r/min；轴向总推力：150±3 N；板厚：0.6mm；拧入时间≤1s。

（4）破坏扭矩

3.5（6#）：≥2.8Nm,

4.2(8#)：≥4.2Nm

3.9（7#）：≥3.4Nm,

4.8(10#)：≥6Nm

一渗碳工艺(气体渗碳——煤油)：

渗碳钢的碳含量一般在0.12%~0.25%之间，其所含主要合金元素一般是铬、锰、镍、钼、钨、钛等。

○

1 把炉温升到800℃左右，断开电源打开炉盖，放入装好工件的工装，关闭炉盖升温到930℃左右。在升温过程中，打开风扇及煤油阀门，以每分钟160滴的速度滴入炉内，进行排气，同时打开试样孔和排气管并点燃排气火焰。排气时间一般为60~80分钟（保证温度到渗碳温度还要排气30分钟左右）；

○

在渗碳过程中要随时注意火焰形状，正常的火焰是：火焰呈金黄色，无力不熄灭（断续熄灭，说明水气高了），火苗无黑焰和火星，火苗长100~150mm；若火苗出现火星，说明炉内炭黑过度；火苗过长、尖端外缘呈亮白色，说明渗碳剂供量过多；火苗短、外缘呈浅蓝色并

有透明，说明渗碳剂供量不足或炉子漏气。

渗碳工艺曲线说明如下：

赶气：其目的是赶走炉内空气，使炉内空气恢复到工艺规定的碳势气氛。保温：其目的是使炉内工件温度均匀。保温时间一般是40min到1h。渗碳温度和渗碳时间：渗碳温度一般为900~940℃,渗碳时间应根据要求的渗碳层深度确定，它与渗碳温度、炉内气氛的碳势及工件特征等因素有关。渗碳剂的选择及应用：采用滴注式渗碳时，可根据生产厂条件选择渗碳剂。选用普通煤油作渗碳剂，炉内碳黑较多。选用航空煤油，不易产生碳黑，甲醇作载气，煤油作富化气，炉内碳黑较少。用甲醇作载气，丙酮或醋酸乙醋作富化气，炉内碳黑则更少，可进行气氛的碳势控制。渗碳剂用量根据工件装载量和表面积大小等因素进行调整。

2 当火焰为鸡蛋黄颜色时开始强渗了，此时要加大煤油的滴量，按每分钟180~200滴。在强渗时就可用放入试棒（含碳量少的材料，尺寸Ф8×100mm），关闭试样孔，炉压保持在6~10格——渗层深炉压取高值。渗碳速度一般按0.15~0.2mm/h来计算，如要渗层深度为0.8~1.2mm，则强渗时间为6小时，提前在强渗设定时间结束前半小时，取出试棒，观察渗层深度（试棒渗层深度一般为工件的一半，这边渗层深度靠操作工的肉眼加经验判断），深度够在强渗结束就可以开始扩散，否则增加强渗时间；

○3 扩散期温度不变，减少煤油滴量，按每分钟100滴，一般扩散时间为60~90分钟，

作用是均匀工件表层的碳溶度；

○

4 扩散期结束开始降温，此时断开加热器，降温到810℃左右，并在此温度保温10~20分钟。降温期减少煤油滴量，按每分钟60滴。保温结束时断开加热器，关闭风扇，打开炉盖，用行车吊起工装，垂直进入温度为50~70℃的油中冷却，冷却时上下左右轻轻摇动工装，一般冷却时间为10~20分钟左右，吊起工装时也要注意工件出油的温度。

○

5冷却好的工件要在半个小时之内（防止工件开裂）进行低温回火，温度一般在160~190℃（由硬度要求而定），保温时间2小时左右出炉空冷。

在渗碳过程中要随时注意火焰形状，正常的火焰是：火焰呈金黄色，无力不熄灭（断续熄灭，说明水气高了），火苗无黑焰和火星，火苗长100~150mm；若火苗出现火星，说明炉内炭黑过度；火苗过长、尖端外缘呈亮白色，说明渗碳剂供量过多；火苗短、外缘呈浅蓝色并有透明，说明渗碳剂供量不足或炉子漏气。

渗碳过程：煤油→滴量管→罐内→U型管→排气管

2

当液滴直径分别为3、3.5及4mm，滴速皆为200滴/分钟，计算结果表明其流量分别为2.82、4.5及6.72毫升/分，相当于1：1.6：2.4。一般以每100平方厘米的渗碳面积滴入1.0~1.2cm3/h 的渗碳剂为宜。气体渗碳工艺：

1，加氨渗碳，在渗碳气体中通入一部分氨气，可以收到良好的效果。一方面由于通入氨可以减少碳黑的形成，另一方面由于NH3分解产生的氮可以加快碳原子的吸收和扩散，缩短渗碳时间。一般是在井式气体渗碳炉的滴管上装一分管，通入2.5~5%的氨即可；

2，煤油（或丙醇）+甲醇的分段渗碳，根据渗碳过程中不同阶段及不同渗剂的性能特点，联合使用煤油（或丙醇）+甲醇进行分段渗碳，在渗碳的不同阶段采用不同的渗剂和滴量。由于甲醇裂解温度低，产气量大以及不易形成碳黑，所以在排气阶段的前期（900℃以下），单独滴入甲醇，以尽快排除炉内的空气。在炉温高于900℃后，煤油已能充分热解，在正常滴量下也不致形成大量的碳黑，为了更快的恢复炉气活性，改滴煤油，继续排气。保温期可