渗碳处理技术
液体渗碳技术
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液体渗碳技术液体渗碳技术是一种常用的表面强化方法,它通过在金属材料表面形成一层高碳含量的硬化层,从而提高材料的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能。
本文将从渗碳原理、工艺流程、设备及应用等方面进行详细介绍。
一、渗碳原理液体渗碳技术主要是利用液态金属中的高浓度活性元素,如碳、氮等,在高温下向金属表面扩散,形成一定厚度的强化层。
其中,液体中的活性元素主要通过化学反应和扩散作用来实现。
在液体渗碳过程中,首先需要将金属件放入预热炉中进行加热处理,使其达到适宜的温度范围。
然后将含有活性元素的溶液(如盐酸、氰酸等)浸泡在金属件周围,并保持一定时间。
在此过程中,活性元素会逐渐扩散到金属表面,并与其发生反应,在表面形成一定厚度的硬化层。
最后将金属件取出冷却,即可完成渗碳处理。
二、工艺流程液体渗碳技术的工艺流程主要包括预处理、渗碳处理和后处理三个环节。
1. 预处理预处理是指在进行液体渗碳前对金属件进行必要的准备工作。
首先需要对金属件进行清洗,去除表面的油污、锈蚀等杂质。
然后将其放入预热炉中进行加热处理,使其达到适宜的温度范围。
2. 渗碳处理渗碳处理是指将含有活性元素的溶液浸泡在金属件周围,并保持一定时间,使活性元素逐渐扩散到金属表面形成硬化层的过程。
具体操作步骤如下:(1)将含有活性元素的溶液倒入渗碳炉中;(2)将预热好的金属件放入渗碳炉中,并确保其表面与溶液充分接触;(3)启动加热系统,使温度逐步升高到设定值,并保持一定时间;(4)关闭加热系统,等待金属件自然冷却至室温。
3. 后处理后处理是指将渗碳处理后的金属件进行必要的加工和表面处理。
主要包括退火、研磨、抛光等环节,以保证其表面质量和性能。
三、设备液体渗碳技术的设备主要包括预热炉、渗碳炉和冷却设备等。
其中,预热炉用于对金属件进行加热处理,使其达到适宜的温度范围;渗碳炉用于浸泡含有活性元素的溶液,并将其扩散到金属表面形成硬化层;冷却设备则用于将金属件冷却至室温。
四、应用液体渗碳技术广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。
渗碳处理国标
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渗碳处理国标全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:渗碳处理是一种常用的表面处理工艺,通过在金属表面加热处理时在表面形成碳化层,从而提高金属的硬度、耐磨性和耐蚀性。
渗碳处理可以应用于各种金属材料,如钢铁、铜、铝等,广泛应用于机械制造、汽车工业、船舶制造等领域。
渗碳处理国标是对渗碳处理技术的规范和标准,旨在保证产品质量,提高生产效率,确保人身安全和环境保护。
国家标准化管理委员会制定了一系列关于渗碳处理的国家标准,以指导企业和个人在渗碳处理过程中的技术要求和操作规程。
国家标准对渗碳处理的工艺参数做出了明确规定,包括渗碳温度、渗碳时间、碳化剂种类、工艺气氛和表面处理后的工艺。
这些参数的严格控制可以确保渗碳层的厚度均匀、结构致密,提高金属材料的性能和使用寿命。
国家标准要求对渗碳处理设备和设施进行定期检测和维护,以确保设备的正常运行和产品质量的稳定。
对于渗碳处理工艺中使用的碳化剂和助熔剂,也有相应的质量要求,必须符合国家标准的规定。
国家标准还对渗碳处理中的安全生产和环保要求做出了规定。
在渗碳处理过程中,需要对工作人员进行安全培训,提高其安全意识和操作技能,减少事故发生的可能性。
对渗碳处理过程中产生的废气、废水和废渣要进行有效处理,确保不对环境造成污染。
渗碳处理国标的制定和执行,可以提高渗碳处理技术的规范化和标准化水平,促进行业的健康发展,保障产品质量和人身安全,实现节能减排和可持续发展。
企业和个人在进行渗碳处理过程中,应严格遵守国家标准的要求,确保生产操作的合法性和规范性,为行业的发展做出积极贡献。
【2000字】第二篇示例:渗碳处理是一种提高金属表面硬度和耐磨性的热处理工艺,主要应用于各种金属制品的表面加工。
为了规范和统一渗碳处理的技术要求及工艺流程,中国自主制定了《渗碳处理国家标准》(GB/T 18932-2003),以下将对该标准进行详细介绍。
渗碳处理国家标准的适用范围包括了碳化处理、渗氮处理和碳氮共渗处理三种方法的金属工件。
昆山渗碳热处理
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昆山渗碳热处理一、什么是昆山渗碳热处理渗碳热处理啊,就像是给金属来一场超级变身的魔法。
在昆山呢,这可是个挺常见又很厉害的技术。
简单来说呢,就是把碳元素往金属里面塞,让金属变得更硬更强。
就好比给一个柔弱的小瘦子猛灌营养剂,然后变成超级肌肉男一样。
这个碳啊,就像是金属的营养剂,渗进去之后,金属的性能就大大提升啦。
这在机械制造之类的行业里可是非常重要的呢。
二、昆山渗碳热处理的过程1. 准备工作首先得有要处理的金属工件,这个工件得是适合渗碳的材料哦。
就像不是所有的人都适合吃同一种营养套餐一样,金属也有它的脾气。
然后呢,要把这个工件清理干净,要是上面有脏东西,就像吃饭的时候碗没洗干净,那渗碳这个大餐可就没法好好进行了。
2. 渗碳环节一般会把工件放到渗碳的设备里,这个设备就像是一个魔法厨房。
里面会有含碳的气体或者固体介质,这些介质里的碳就会慢慢往工件里跑。
这个过程有点像蒸馒头的时候,蒸笼里的热气慢慢钻进馒头里。
不过这个过程可需要精确控制温度、时间和碳势这些参数。
温度太高了,可能工件就被烧坏了,就像做饭火太大把菜烧焦了;时间太长或者太短也不行,就像蒸馒头蒸太久或者没蒸熟一样。
碳势呢,就是碳元素往里跑的动力,如果碳势不对,那渗碳的效果也不好。
3. 后续处理渗碳完成后,还不能直接就用这个工件。
得进行一些后续的处理,比如淬火和回火。
淬火就像是给刚吃了营养剂的金属来个冷水澡,让它迅速变硬。
但是淬火之后金属会变得很脆,这时候就需要回火来调整它的性能,就像给它做个按摩,让它的脾气变得温和一点,既硬又有韧性。
三、昆山渗碳热处理的应用1. 在汽车制造中的应用汽车的很多零部件都需要用到渗碳热处理。
比如说发动机的曲轴、齿轮这些。
发动机的曲轴就像汽车的大腿,要承受很大的力量,经过渗碳热处理后,它就变得超级强壮,能够长时间稳定地工作。
齿轮也是,要是不硬一点,在啮合的时候很容易就坏掉了,渗碳热处理后的齿轮就可以很好地传递动力,让汽车跑得又快又稳。
渗碳处理工艺
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渗碳处理工艺
1渗碳处理技术
渗碳处理技术已经在化学行业和铸造行业中得到了广泛的应用,它是一种改善金属材料性能的热处理方法。
渗碳工艺是把铁和钢熔点中的碳移入金属材料的边界处,从而提高金属材料的抗疲劳和耐磨性的工艺。
渗碳处理可以改善金属的拉伸强度,抗压强度和塑性,延长金属材料的使用寿命。
渗碳处理是指使用受热炉中的碳吸收到金属材料表面,形成不同厚度的碳化膜而达到其他目的的一种处理工艺。
优势
渗碳处理主要有以下几个优势:
1.渗碳处理的加工周期短,不需要外部的操作介入,只需要一定的温度和时间,即可实现金属材料的改性,简化了工艺流程。
2.渗碳处理的原料便宜,由于不需要使用复杂的元素,因此经济特别是能源压力比较小。
3.渗碳处理能够提高金属材料的热强度,减少金属材料的疲劳损坏,延长金属材料的使用寿命。
应用
渗碳处理主要应用在机械制造、汽车制造等行业,如铸件、管件、压力容器、螺栓螺母和销芯等。
渗碳处理的热处理工艺还可以用于装配件的生产,这样可以改善机械装配件本身的外观性能,延长其使用寿命,提高机械装配件的耐久性,从而提高使用效率。
2结论
渗碳处理是一种改善金属材料性能的热处理方法,具有加工周期短、原料便宜、热强度高、耐久性好等优点,可以应用在机械制造、汽车制造等行业,如铸件、管件、压力容器、螺栓螺母和销芯等,能够为金属材料的改性提供一种有效的方法。
渗碳注意事项
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渗碳注意事项渗碳是一种常用的表面处理技术,它能够提高材料的硬度和耐磨性,从而增加材料的使用寿命和性能。
在进行渗碳处理时,需要注意以下几个方面的问题。
首先,在进行渗碳前需要对材料进行充分的清洁处理。
这是因为杂质和氧化物会影响渗碳层的质量和性能。
因此,在渗碳之前,需要对材料进行溶剂清洗或酸洗处理,以去除表面的污物和氧化物。
其次,在进行渗碳处理时,需要选择合适的渗碳剂和温度。
渗碳剂的选择要考虑到材料的类型和需要达到的硬度要求。
温度的选择要避免过高或过低,否则会影响渗碳层的质量。
一般来说,渗碳温度应在850-950C之间,具体温度范围需要根据不同材料的特性进行调整。
第三,在进行渗碳处理时,要控制渗碳时间。
渗碳时间对渗碳层的厚度和质量有着重要影响。
渗碳时间过长会导致过量的渗碳,从而使材料变脆或形成碳化物。
而渗碳时间过短则会影响渗碳层的硬度和厚度。
因此,在进行渗碳处理时,需要根据具体情况确定合适的渗碳时间。
第四,在渗碳过程中需要注意对渗碳层的保护。
渗碳层在高温和渗碳剂的作用下会形成,但同时也会受到氧化和腐蚀的影响。
因此,在渗碳后需要进行合适的处理,以保护渗碳层。
一般来说,可以采用氮化或涂层等方式进行保护。
第五,在进行渗碳处理后,需要进行适当的热处理。
热处理可以改善渗碳层的显微组织和性能。
常见的热处理方式有回火和淬火等。
回火可以降低渗碳层的脆性,而淬火可以提高渗碳层的硬度。
具体的热处理方式需要根据渗碳层的要求和材料的特性进行选择。
最后,在进行渗碳处理时,还需要注意材料的选择和设计。
不同材料对渗碳的适应性不同,有些材料可能不适合进行渗碳处理。
此外,渗碳层在表面上会有较高的应力,这可能导致材料的开裂和变形。
因此,在设计时要充分考虑材料的应力和变形问题。
总的来说,渗碳是一种重要的表面处理技术,它能够提高材料的硬度和耐磨性,但在进行处理时需要注意清洁处理、温度和时间的选择、渗碳层的保护、热处理以及材料的选择和设计等方面的问题。
渗碳热处理主要材料工艺流程
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冷却与清洁
在渗碳结束后,将材料从渗碳介质中取出,进行冷却处理,并清洁表面渗碳残留物。
6
热处理
根据材料和要求,进行淬火、回火等后续热处理工艺,以获得所需的硬度和机械性能。
7
质量检测
对渗碳处理后的材料进行质量检测,包括硬度测试、金相分析等,确保达到预定标准。
8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
包装与存储
对合格的渗碳材料进行包装,并存放在干燥、通风的环境中,防止锈蚀和损坏。
渗碳热处理主要材料工艺流程
步骤序号
工艺流程
主要操作与描述
1
材料准备
选择合适的渗碳材料,如钢材、合金等,确保材料质量符合渗碳要求。
2
切割与清洗
将材料切割成所需尺寸,并进行清洗,去除表面氧化物和杂质。
3
预处理
对材料进行预加热处理,去除内部应力和水分,保证渗碳过程的有效性。
4
渗碳处理
将预处理后的材料置于渗碳介质中,控制温度和时间,使碳元素均匀渗透到材料表面层。
热处理中的气体渗碳技术
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热处理中的气体渗碳技术热处理是一种通过对金属材料进行加热、保温、冷却等处理过程,来改变其组织、性能和应力状态的工艺。
而气体渗碳技术是热处理中常用的一种加工方法。
在这种技术中,气体会在一定的温度和压力下渗透到金属表面上,使其表面硬度得到提高,从而改善了金属材料的机械性能和耐热性能。
本文将介绍气体渗碳技术的基本原理、应用领域和优势等方面的知识。
一、气体渗碳技术的基本原理气体渗碳技术是一种通过在高温高压环境下将气体渗透到金属材料表面上,使其表面硬度提高的方法。
当气体渗透到金属表面时,其会与金属表面上的元素发生一定的化学反应,从而生成新的化合物。
这些化合物一般为金属碳化物,它们的硬度和抗磨性能都远高于原来的金属。
因此,气体渗碳技术不仅可以提高金属材料的硬度和耐磨性,还可以改善其机械性能和耐腐蚀性能。
二、气体渗碳技术的应用领域气体渗碳技术可以广泛应用于各种金属材料的表面处理和加工。
这包括钢铁、合金、不锈钢、模具钢、车削刀具等。
其中,汽车、航空航天、铁路、机械、电子、化工等行业都是气体渗碳技术的主要应用领域。
针对这些行业中的不同应用场景,气体渗碳技术也可以分为多种不同的处理方式。
例如,在机械行业中,气体渗碳技术可以用于加工车削刀具和齿轮等高精密零件的表面硬度提升;在汽车行业中,气体渗碳技术可以用于提高发动机零件的耐热性能和耐磨性能,从而延长其使用寿命;在航空航天行业中,气体渗碳技术可以用于提高航空发动机零件的耐热和抗疲劳性能,同时也可以提高失速发生时飞机的安全性能。
三、气体渗碳技术的优势气体渗碳技术相对于传统的热处理技术有以下几个优势:1. 高效性。
气体渗碳技术可以在较短的时间内实现金属表面的硬度提升,所需时间可以缩短到几个小时,而传统的加工方法需要数天或数周的时间。
2. 金属材料不变形。
在气体渗碳技术中,金属材料表面的温度可以控制在较低的范围内,从而可以减少金属材料的变形风险,保证了其精度和质量。
3. 低成本。
表面工程技术(渗碳)
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表面工程技术—渗碳表面硬化处理法表面渗碳处理:将含碳~的钢放到碳势高的环境介质中,通过让活性高的碳原子扩散到钢的内部,形成一定厚度的碳含量较高的渗碳层,再经过淬火\回火,使工件的表面层得到碳含量高的M,而心部因碳含量保持原始浓度而得到碳含量低的M,M的硬度主要与其碳含量有关,故经渗碳处理和后续热处理可使工件获得外硬内韧的性能.渗碳处理的作用是:提高表面层的耐磨性(碳含量高的M),同时保持心部有高的耐冲击能力,即强韧性.表面渗碳一般情况下用于低碳钢的处理,处理后零件表面的硬度高耐磨性好。
但这只是先前的工艺性能,现在国外,特别是德国,美国等重工业强国,现已发展到可以将高碳钢,合金钢等¥材料进行表面渗碳和真空热处理,处理后,材料内部的组织性能基本不变,外部的硬度和耐磨性也得到了极大的提高。
如Cr12表面渗碳处理后表面硬度可达HRC68-70度,此硬度大大高于Cr12正常的热处理温度!!!目前该技术在国外得到了极力的推广!在国内昆山等某些制造业发达的地区,也处于曼延的势头,相信不久的将来,国内对钢材表面的处理技术将会有一个极大的提高。
渗碳硬化乃表面硬化法之一种,属于化学表面硬化法。
渗碳者先于钢之表面产生初生态之碳,而后使之渗入钢之表面层,逐渐扩散入内部。
初生态之碳乃由CO或CH4等气体分解而得。
CO之来源或由含有CO之气体得之,或由固体渗碳剂之反应而产生于渗碳容器内,或者由含有氰化物之盐浴得之。
初生态之碳由钢之表面扩散入内部时,钢之温度须增高至沃斯田铁化温层范围内,使初生态之碳埂于扩散,盖沃斯田铁可溶解较多之〞C〞而肥粒铁则溶解力极小,故渗碳温度必须在Ac3要以上之温度。
以便渗碳作用得以进行。
再配合各种热处理法,使得钢之去面生成高碳硬化心部低碳之低硬度层。
使处理供具有表面硬而耐磨,心部韧而耐冲击之性质。
—一、渗碳处理之种类与特点:(一)渗碳法之种类渗碳法按使用之渗碳剂而可分为如下三大类:(1)固体渗碳法:以木炭为主剂的渗碳法。
渗碳工艺技术
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渗碳工艺技术渗碳工艺技术是一种通过将碳元素渗入金属表面来提高其硬度和耐磨性的工艺技术。
该技术广泛应用于工业生产中的各个领域,如汽车制造、机械制造、航空航天等。
渗碳工艺技术的原理是通过在高温下将含有高碳成分的化合物浸渍到金属表面,使其在金属内部扩散,从而形成一层具有高碳浓度的表面层。
这种表面层具有非常高的硬度,可以防止金属件在使用过程中的磨损和破碎。
同时,渗碳还可以提高金属的耐热性和耐腐蚀性能。
渗碳工艺技术可以用于处理各种材料,如铁、钢、铝等。
渗碳工艺技术主要有两种方法:气体渗碳和液体渗碳。
气体渗碳是将已经制备好的渗碳剂放入密闭的渗碳炉中,然后在高温条件下使其气化,使渗碳剂的气体进入金属表面,达到渗碳的目的。
液体渗碳是将含有高碳成分的液体溶液涂在金属表面上,然后将其加热至高温,使其渗入金属内部。
渗碳工艺技术的优点是可以提高金属材料的硬度和耐磨性,同时不改变金属的基本性质。
这使得渗碳工艺技术成为一种经济实用的工艺技术,被广泛应用于各个行业。
例如,在汽车制造中,引擎的活塞、曲轴、凸轮轴等都需要经过渗碳处理,以提高其耐磨性和使用寿命。
在机械制造领域,各种齿轮、轴承等金属零件也需要进行渗碳处理,以提高其使用寿命。
然而,渗碳工艺技术也存在一些限制。
首先,渗碳工艺只能处理表面层,不能对整个金属材料进行处理。
其次,渗碳剂的选择非常重要,不同的渗碳剂对金属材料的影响也不同。
另外,渗碳工艺需要在高温下进行,对设备和工艺条件有一定的要求。
总之,渗碳工艺技术是一种可以提高金属材料硬度和耐磨性的重要工艺技术。
随着工业技术的不断发展,渗碳工艺技术也在不断改进和完善,为各个领域的金属制品提供了更好的性能。
同时,对于渗碳工艺技术的研究和应用,还有很大的发展空间,可以进一步提高金属材料的性能和使用寿命。
简述气体的渗碳工艺
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简述气体的渗碳工艺气体的渗碳工艺是一种将含有碳化物气体(如甲烷、乙烯等)引入金属材料表面,以增加表面碳含量和提高材料硬度的技术。
渗碳工艺广泛应用于机械工程、汽车工业、航空航天等领域,以提高材料的耐磨性、抗蚀性和疲劳寿命。
下面将详细介绍渗碳工艺的原理、过程和应用。
一、渗碳工艺的原理渗碳工艺的原理是通过表面碳渗透到金属材料的过程中,碳原子与材料中的铁原子形成固溶体,从而提高材料的硬度。
碳渗透的主要过程有扩散、吸附、脱碳和析出等。
渗碳过程主要分为四个阶段:表面吸附、离子扩散、脱碳和共稳定固溶体。
1. 表面吸附:气体中的碳化物通过吸附在金属表面,形成碳化膜。
碳化膜的形成是渗碳工艺的第一步,对后续的碳渗透起到了重要的作用。
2. 离子扩散:渗碳过程中,表面的碳化膜中的碳原子开始沿着金属晶界和缺陷扩散,向材料内部渗透。
离子扩散是渗碳过程的关键步骤,它决定了碳原子的扩散速率和扩散深度。
3. 脱碳:脱碳是指在碳渗透过程中,金属材料表面因为碳原子的扩散而变薄。
脱碳会导致表面硬度下降和碳含量变化,因此需要控制脱碳的程度。
4. 共稳定固溶体:当碳原子扩散到一定的深度后,就会与金属原子发生反应形成共稳定的固溶体。
共稳定固溶体的形成,使得材料的硬度得到提高,从而改善了材料的性能。
二、渗碳工艺的过程渗碳工艺的过程主要包括前处理、渗碳和后处理三个步骤。
1. 前处理:前处理主要是为了去除材料表面的氧化层和污染物,并提高材料的渗碳效果。
常见的前处理方法包括酸洗、脱脂和去氧化等。
2. 渗碳:渗碳是将含有碳化物气体的气氛引入渗碳炉中,使其与金属材料表面发生反应。
渗碳炉的温度通常在820~950之间,渗碳时间根据材料和要求而定,一般为几小时至几十小时。
渗碳炉内的气氛主要有氮气、甲烷和一氧化碳等。
3. 后处理:渗碳后,需要对材料进行处理,以去除气氛中的残余碳化物和碳化膜。
常见的后处理方法包括氢气热处理和酸洗等。
三、渗碳工艺的应用渗碳工艺广泛应用于机械工程、汽车工业、航空航天等领域,以提高材料的硬度、耐磨性和抗蚀性。
渗碳处理技术
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滲碳處理技術滲碳硬化乃表面硬化法之一種,屬於化學表面硬化法。
滲碳者先於鋼之表面產生初生態之碳,而後使之滲入鋼之表面層,逐漸擴散入內部。
初生態之碳乃由CO或CH4等氣體分解而得。
CO之來源或由含有CO之氣體得之,或由固體滲碳劑之反應而產生於滲碳容器內,或者由含有氰化物之鹽浴得之。
初生態之碳由鋼之表面擴散入內部時,鋼之溫度須增高至沃斯田鐵化溫層範圍內,使初生態之碳埂於擴散,蓋沃斯田鐵可溶解較多之〞C〞而肥粒鐵則溶解力極小,故滲碳溫度必須在Ac3要以上之溫度。
以便滲碳作用得以進行。
再配合各種熱處理法,使得鋼之去面生成高碳硬化心部低碳之低硬度層。
使處理供具有表面硬而耐磨,心部韌而耐衝擊之性質。
一、滲碳處理之種類與特點:(一)滲碳法之種類滲碳法按使用之滲碳劑而可分為如下三大類:(1)固體滲碳法:以木炭為主劑的滲碳法。
(2)液體滲碳法:以氰化鈉(NaCN)為主劑之滲碳法。
(3)氣體滲碳法:以天然氣、丙烷、丁烷等氣體為主劑的滲碳法。
(二)滲碳法之比較(1)固體滲碳法長處:(a)設備費便宜,操作簡單,不需高度技術。
(b)加熱用熱源,可用電氣、瓦斯、燃料油。
(c)大小工件均適,尤其對大形或需原滲碳層者有利。
(d)適合多種少量生產。
短處:(a)滲碳深度及表面碳濃度不易正確調節,有過剩滲碳的傾向。
處理件變形大。
(b)滲碳終了時,不易直接淬火,需再加熱。
(c)作業環境不良,作業人員多。
(2)液體滲碳法長處:(a)適中小量生產。
設備費便宜。
不需高度技術。
(b)容易均熱、急速加熱,可直接淬火。
(c)適小件、薄滲碳層處理件。
(d)滲碳均勻,表面光輝狀態。
短處:(a)不適於大形處理件的深滲碳。
(b)鹽浴組成易變動,管理上麻煩。
(c)有毒、排氣或公害問題應有對策。
(d)處理後,表面附著鹽類不易洗淨,易生鏽。
(e)難以防止滲碳。
有噴濺危險。
(3)氣體滲碳法長處:(a)適於大量生產。
(b)表面碳濃度可以調節。
(c)瓦斯流量、溫度、時間容易自動化,容易管理。
渗碳氮化热处理
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渗碳氮化热处理渗碳氮化热处理,这听起来像是一个超级专业、有点神秘的东西,对吧?其实啊,它就像给金属来一场神奇的变身魔法秀。
咱们先说说渗碳。
你可以把金属想象成一块特别能吃的小海绵,渗碳呢,就像是让这个小海绵使劲儿吸收碳原子。
怎么做到的呢?就是把金属放在一个充满碳元素的环境里,然后通过加热等手段,让碳原子慢慢地往金属里面钻。
这就好比你把一块干巴巴的面包放在有很多黄油香气的地方,面包就会慢慢吸收黄油的香味,变得香喷喷的。
渗碳后的金属啊,表面就会变得特别硬,硬得就像战士的铠甲一样。
为啥要这么做呢?你想啊,如果一个工具,它的表面像铠甲一样硬,在使用的时候就不容易磨损,就可以更好地完成任务啦。
比如说咱们常见的汽车齿轮,经过渗碳处理后,在不停地转动、摩擦的过程中,还能保持良好的状态,这都是渗碳的功劳啊。
再来说说氮化。
氮化就像是给金属穿上了一层薄薄的氮元素做的防护服。
这个过程呢,也是有它独特的方法的。
氮化后的金属啊,它的耐腐蚀性会变得很强,就像给金属打了一把抵抗腐蚀的小伞。
比如说一些在潮湿环境或者有化学物质存在的环境下工作的金属部件,氮化之后就能很好地抵御腐蚀了。
这就好比一个人穿上了雨衣,在下雨天就不怕被淋湿了一样。
而且啊,氮化还能让金属的表面变得更加光滑,光滑得就像溜冰场的冰面似的。
这在一些需要高精度的机械部件上就特别有用了,比如说一些精密仪器的小零件,表面光滑了,运转起来就更加顺畅,误差也会变得更小。
渗碳氮化热处理有时候还会一起用呢。
这就像是给金属来了个双重保护,既让它表面硬得像石头,又让它能够抵抗腐蚀。
这就像一个超级英雄,既有超强的力量,又有抵御各种危险的能力。
不过这渗碳氮化热处理可不是随随便便就能做好的。
这里面的温度啊、时间啊、各种元素的比例啊,都得掌握得特别精准。
就像做饭一样,盐放多了咸,放少了淡,火候大了糊,火候小了不熟。
要是在渗碳氮化热处理的时候没掌握好这些参数,那这个金属可能就达不到咱们想要的效果,就像你想做一道美味的红烧肉,结果没掌握好调料和火候,做出来的肉就不好吃了。
固体渗碳工艺技术
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固体渗碳工艺技术固体渗碳是一种通过将固体碳源(例如石墨粉末、石墨块或固体石墨)与要渗碳的材料(通常是钢)置于高温环境下进行处理的工艺技术。
这种工艺技术常用于增加金属材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
固体渗碳工艺技术主要包括以下几个步骤:1. 准备工作:首先,需要准备好要渗碳的金属材料。
这可能包括切割、打磨和去除表面污垢等步骤。
还需要准备好固体碳源,通常是石墨粉末或石墨块。
2. 包装:将金属材料和固体碳源一起包装在一个密封的容器中。
这个容器通常是用不锈钢或石墨制成的。
3. 真空处理:将包装好的金属材料放入真空炉中,通过降低炉内的压力,将气体从金属材料和碳源之间排除掉。
这是为了防止氧气和其他杂质进入金属材料中,从而影响渗碳的效果。
4. 加热:将真空炉加热到足够高的温度。
渗碳通常需要在900°C以上进行,以确保金属材料和碳源可以达到足够的热量来进行反应。
5. 渗碳:在高温下,石墨粉末或石墨块开始释放出碳原子,并与金属材料表面的金属原子结合,形成一层碳化物。
这种碳化物层可以使金属材料的表面硬度增加,并且提高金属的耐磨性和耐腐蚀性。
6. 冷却和处理:在达到所需的渗碳程度后,将炉子冷却至室温。
然后,取出金属材料,并进行进一步的处理,例如清洗、修整和磨削等。
固体渗碳工艺技术具有以下优点:1. 渗碳均匀性好:由于金属材料和固体碳源可以密封在一起,因此渗碳均匀性更好,不会出现浸渗不均的问题。
2. 精确控制渗碳程度:通过控制温度和处理时间等参数,可以精确控制金属材料的渗碳程度,满足具体需求。
3. 生产效率高:相对于其他渗碳工艺(例如液体渗碳),固体渗碳工艺通常更快,可以大幅提高生产效率。
4. 适用范围广:固体渗碳工艺适用于大部分金属材料,包括钢、铸铁、合金钢等。
总之,固体渗碳是一种有效的提高金属材料硬度、耐磨性和耐腐蚀性的工艺技术。
通过精确控制温度和处理时间等参数,可以获得所需的渗碳效果,满足不同应用领域的需求。
氮化处理与渗碳处理技术的对比研究
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氮化处理与渗碳处理技术的对比研究氮化处理与渗碳处理技术是常用的表面处理技术,用于提高材料的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能。
本文将对这两种技术进行对比研究。
首先,氮化处理是一种在材料表面形成氮化物层的技术。
它可以通过离子氮化、气体氮化或盐浴氮化等方法实现。
氮化层具有高硬度、低摩擦系数和良好的抗腐蚀性能。
氮化处理可以应用于不锈钢、铜合金、钢铁等材料,广泛用于机械制造、航空航天、汽车工业等领域。
渗碳处理是一种将碳元素渗入材料表面形成碳化层的技术。
常用的方法包括气体渗碳、盐浴渗碳或液体渗碳等。
渗碳层具有高硬度、耐磨性和抗腐蚀性能。
渗碳处理常用于低碳钢、合金钢等材料,并广泛应用于轴承、齿轮和工具等领域。
在硬度方面,氮化处理的硬度通常比渗碳处理更高。
这是因为在氮化处理中,氮原子与基体原子形成固溶体,使材料表面硬度显著提高。
而渗碳处理中,碳原子主要作用于金属晶界和缺陷,使得硬度的提高程度有限。
在耐磨性方面,渗碳处理表现出更优越的性能。
渗碳层中的碳化物具有良好的耐磨性,可以增加材料的使用寿命。
而氮化处理中的氮化物层因为脆性较高,容易开裂剥离,降低了耐磨性能。
在抗腐蚀性能方面,氮化处理相对于渗碳处理更具优势。
氮化层具有良好的耐腐蚀性,可以防止金属表面氧化和金属离子的溶解。
而渗碳处理在一些腐蚀介质中容易发生腐蚀。
此外,渗碳处理的工艺更为复杂,一般需要数小时甚至几十小时才能完成。
而氮化处理的工艺时间相对较短,可以在几分钟到几小时内完成。
这使得氮化处理更适用于批量生产和自动化生产。
综上所述,在硬度、耐磨性和抗腐蚀性能方面,氮化处理和渗碳处理各有千秋。
选择使用哪种处理技术需要根据具体材料和使用环境来决定。
不过,随着技术的进步,氮化处理和渗碳处理的组合也被广泛应用于一些特殊材料的表面处理,以获得更好的综合性能。
在氮化处理和渗碳处理技术的应用方面,两者都有各自的适用领域。
氮化处理常被应用于不锈钢、铜合金、钢铁等材料的表面处理。
对于不锈钢来说,氮化处理可以提高其硬度和耐磨性,同时改善其抗腐蚀性能。
渗碳热处理
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渗碳热处理
渗碳热处理是一种将钢铁给予碳化处理,以改善其性能和外观的工艺。
它利用热能将被处理区域内表面(或表层)的钢材表面形成碳化层,以提高其耐磨、耐腐蚀和外观表现技术。
碳化过程中产生的液态碳在金属表面之间渗透,从而形成一层可以抵御高温和磨损的碳化层,保护金属质地不受磨损。
渗碳热处理通常有两种类型:化学渗碳热处理和电弧渗碳热处理。
化学渗碳热处理是一种利用化学反应,由外部能源(通常是煤气或长石煤)产生热量,建立碳化层的机械过程。
在化学渗碳热处理中,钢材的表面温度可达1300℃,且它是一种无氧环境的处理,确保碳化
液体只在表面渗透,避免深层部分发生碳化以及其它反应,保护其内部结构。
电弧渗碳热处理是一种利用电弧热(例如熔池熔炉),采用液相
法渗碳的机械过程。
电弧渗碳热处理可以给钢材表面内部结构带来更加有利的影响,其内部温度可达1000℃,利用金属表面自身的热量,在钢的表面和深层之间形成一层稳定的碳化层,从而提高钢的机械性能。
渗碳热处理的好处要从两个方面来说明:一方面,渗碳热处理可以提高金属材料的机械性能,提高其耐磨、耐腐蚀及其他物理性能;另一方面,渗碳热处理也可以改善钢材的外观,使之有着明显的光泽,并可以形成磨砂效果,给人以更加舒适和实用的外观感受。
此外,渗碳热处理也有一些缺点,如它需要昂贵的设备,耗费的
电能比较大,使费用增加;而且,它只能在一定时间内有效,一旦过了有效时间,浇注的碳化液就会发生反应,影响其外观性能。
总之,渗碳热处理是一种具有广泛应用的金属处理工艺,它不仅可以提高金属表面的机械性能,而且还能使其外观更好看,也因此成为许多行业的首选工艺。
渗碳名词解释
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渗碳名词解释渗碳是一种常用的表面处理技术,旨在提高钢铁材料的硬度和耐磨性,以及改善其耐腐蚀性能。
在渗碳过程中,碳原子被导入到钢铁表面,与铁原子相互作用形成碳化物层,从而提高材料的表面硬度和耐磨性。
本文将对渗碳的基本原理、工艺流程、应用领域等方面进行详细解释。
一、渗碳的基本原理渗碳是一种表面处理技术,其基本原理是将碳原子导入到钢铁表面,与铁原子相互作用形成碳化物层。
碳化物层可以提高钢铁材料的硬度和耐磨性,从而改善其表面性能。
渗碳可以通过多种方法实现,例如气体渗碳、盐浴渗碳、液体渗碳等。
二、渗碳的工艺流程1. 表面处理:在进行渗碳之前,需要对钢铁材料进行表面处理,以确保表面干净、平整、光滑,便于渗碳。
2. 渗碳介质:渗碳介质是将碳原子导入到钢铁材料表面的载体。
渗碳介质可以是气体、盐浴或液体等。
3. 加热:将钢铁材料和渗碳介质一起加热到一定温度,使介质中的碳原子能够渗透到钢铁表面。
4. 保温:将钢铁材料和渗碳介质保持在一定温度下一定时间,使碳原子能够充分地渗透到钢铁表面。
5. 冷却:将钢铁材料从渗碳介质中取出,进行冷却处理,使渗碳层与钢铁表面形成一体化。
6. 表面处理:对渗碳后的钢铁材料进行表面处理,以去除渗碳介质残留和提高表面质量。
三、渗碳的应用领域1. 机械制造业:渗碳可以提高机械零件的硬度和耐磨性,从而延长其使用寿命。
常见的应用包括齿轮、轴承、齿条等。
2. 汽车制造业:汽车零件需要具备较高的硬度和耐磨性,以保证其安全和可靠性。
渗碳可以提高汽车零件的表面性能,常见的应用包括发动机齿轮、传动轴、曲轴等。
3. 航空航天制造业:航空航天材料需要具备较高的强度和耐磨性,以保证其在极端环境下的工作能力。
渗碳可以提高航空航天材料的表面性能,常见的应用包括发动机叶片、涡轮叶片等。
4. 石油化工制造业:石油化工设备需要具备较高的耐腐蚀性能,以保证其在腐蚀介质中的工作能力。
渗碳可以提高石油化工设备的耐腐蚀性能,常见的应用包括反应器、换热器等。
低温渗碳技术
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低温渗碳技术一、低温渗碳技术概述低温渗碳技术是一种表面强化处理技术,通过将含有碳的气体在低温下注入到金属材料表面,使其表面形成具有高硬度、耐磨性和抗腐蚀性能的碳化物层,从而提高金属材料的使用寿命和机械性能。
该技术被广泛应用于航空、航天、汽车、机械等领域。
二、低温渗碳技术原理低温渗碳技术是利用固体相反应原理,在金属表面生成均匀分布的碳化物层。
该过程主要分为三个步骤:预处理、加热和冷却。
1. 预处理:将待处理工件进行清洗和除油处理,以保证表面干净无杂质,为后续加工做好准备。
2. 加热:将待处理工件置于加热炉中,在一定时间内加热至适当的温度。
在这个过程中,需要控制加热速率和保持时间,以确保工件达到所需的均匀高温状态。
3. 冷却:在加热过程结束后,将含有碳的气体注入到加热炉中,使其在低温下与金属表面反应生成碳化物层。
最后,将工件从加热炉中取出,并进行冷却处理。
三、低温渗碳技术的优点1. 能够提高金属材料的硬度和耐磨性能,延长使用寿命。
2. 与其他表面处理技术相比,低温渗碳技术具有更高的均匀性和更好的控制性。
3. 该技术适用于各种类型的金属材料,包括钢铁、铜、铝等。
4. 低温渗碳技术不会改变金属材料的化学成分和物理性质。
四、低温渗碳技术的应用1. 航空航天领域:飞机发动机部件、导弹零部件等。
2. 汽车工业:汽车发动机零部件、变速器齿轮等。
3. 机械制造业:轴承、齿轮、摆线针轮等。
4. 医疗器械制造业:手术器械、人工关节等。
五、低温渗碳技术存在的问题和改进措施1. 低温渗碳技术对工件表面质量要求较高,若表面有裂纹或疤痕等缺陷,会影响渗碳效果。
因此,需要加强工件的预处理和表面处理。
2. 渗碳层厚度难以精确控制,需要进一步优化加热和冷却过程。
3. 传统的低温渗碳技术需要长时间的处理周期,影响生产效率。
因此,需要开发更高效、更快速的低温渗碳技术。
六、未来发展趋势1. 开发新型气体:目前使用的气体主要为甲烷或乙烷等含有碳元素的气体。
热处理中的液体渗碳技术
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热处理中的液体渗碳技术热处理是制造业中非常重要的工艺之一。
通过改变材料的组织结构和组分,可以达到预期的物理、化学性能,从而适应不同的使用要求。
在很多情况下,热处理的成败关键取决于渗碳的成效,因此液体渗碳技术成为热处理中最基本的加工方法之一。
液体渗碳技术是指将含碳物质(如油、酒石酸盐等)浸入钢铁材料中,通过在高温下的热分解,将碳原子扩散到钢铁内部从而增加材料的硬度和强度。
液体渗碳技术是广泛使用的方法,常见于重型机械和汽车工业领域,将桥轴、车轮、发动机凸轮轴、齿轮等零部件进行渗碳处理,增加了零部件的耐磨性、抗疲劳性和抗拉强度。
液体渗碳技术的原理在于碳能够渗透固体如钢铁、铜、镍等材料并增加其硬度和强度。
在渗碳过程中,液态渗剂能够与钢铁表面接触并渗透到其中,通常通过经过预处理的钢材加热,这样可以产生扩散,并使液态渗剂中的碳原子得以扩散到钢铁中。
通常情况下,渗碳处理需要时效为多少个小时,这取决于所使用的液态渗剂、处理温度和时间等条件。
由于液体渗碳处理具有可靠性、经济性、高效性等优点,成为制造业中一种非常重要的复合处理方法。
但是,由于液体渗碳处理中因为处理温度高,渗剂对温度和材料的要求也很高,所以在实际应用中需要对液体渗碳处理进行精细化控制。
液体渗碳技术在实际应用中,需要根据钢铁材料的不同、零部件的使用要求等,以及液态渗剂的配方和浓度等因素,进行不同的操作方式和控制条件。
这样,才能达到最佳的性能和效果。
例如,液体渗碳处理中,选择不同的温度和时间,就可以改变钢铁硬度的水平,调整钢铁成分比例,以及对不同钢铁材料和零件的处理要求有所帮助。
总之,液体渗碳技术是制造业中最常用的一种热处理方法,它可以使钢铁材料的硬度和强度达到预期效果,并提高零部件的耐久性和抗磨损性能。
当然,在实际应用过程中,由于操作控制等方面会出现一些细节上的问题,因此需要对液体渗碳处理技术进行提高和优化。
现代制造技术的不断进步,对液体渗碳技术的控制、制造和应用,也随之发生变化和进化,将来这种技术还有很大的提升和应用的空间,可以保证工业和制造业的进一步发展。
渗碳工艺技术要求
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渗碳工艺技术要求渗碳是一种常用的热处理工艺,通过将一些含碳物质放入低碳钢的表面,使其在高温下进行碳的扩散和固溶,从而提高钢的硬度和耐磨性。
渗碳工艺的技术要求主要包括温度、时间、保护气体、渗碳材料和冷却速度等方面。
首先是温度控制。
渗碳工艺需要在一定的温度范围内进行,一般在800℃至950℃之间。
温度过高会导致钢材烧损,而温度过低则无法达到预期的碳化效果。
因此,在进行渗碳工艺时,必须精确控制温度,并且保持稳定。
其次是时间要求。
热处理工艺的时间持续时间通常需要根据具体需求来确定,在温度达到要求后,保持一定的时长进行渗碳。
时间的长短直接影响到钢材的碳含量和硬度,过短的时间无法达到预期的效果,而过长的时间则容易导致钢材温度过高而烧损。
保护气体也是渗碳工艺中十分重要的一环。
在渗碳过程中,由于高温,钢材表面容易被氧化,导致渗碳效果下降。
因此,需要使用适当的保护气体,常见的有氮气、氩气等。
保护气体的使用可以降低氧气对钢材的氧化作用,提高渗碳效果。
渗碳材料也是渗碳工艺中不可忽视的因素。
渗碳材料一般是含有大量碳源的物质,如碳酸钠、碳酸钙、碳酸铁等。
不同的渗碳材料会对渗碳效果产生不同的影响,因此需要根据具体情况选择适合的渗碳材料。
最后是冷却速度的要求。
在渗碳处理后,需要对钢材进行冷却,以固定已经扩散到钢材中的碳。
冷却速度过快会导致金相组织不稳定,影响强度和韧性,因此需要适当控制冷却速度,避免过快或过慢。
总之,渗碳工艺技术要求是在一定的温度范围内,精确控制温度和时间,并使用适当的保护气体和渗碳材料,最后控制冷却速度,以获得理想的渗碳效果。
这些技术要求的严格执行可以确保渗碳工艺的稳定性和一致性,提高最终产品的质量和性能。
渗碳处理国标
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渗碳处理国标
渗碳处理是一种热处理工艺,用于增加钢件表面的碳含量以提高其硬度和耐磨性。
在中国,渗碳处理有相应的国家标准进行规范。
《真空低压渗碳高压气淬热处理技术要求》(GB/T 39194-2020)是渗碳处理方面的一项重要国标。
这项标准于2021年2月1日开始实施,并归口于全国热处理标准化技术委员会。
该标准规定了具备双室结构,且高压气淬绝对压力达到2MPa的真空低压渗碳高压气淬热处理设备的技术要求。
这包括工艺过程、质量控制和检验、安全卫生和环保等方面的内容。
此外,该标准还适用于钢件采用乙炔、丙烷等烃基气体作为渗碳介质进行真空低压渗碳高压气淬的热处理工艺。
请注意,这只是渗碳处理相关的一个国家标准,渗碳处理还可能涉及其他的技术要求和标准。
在实际应用中,建议参考最新的相关标准和规定,以确保渗碳处理的质量和效果。
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滲碳處理技術滲碳硬化乃表面硬化法之一種,屬於化學表面硬化法。
滲碳者先於鋼之表面產生初生態之碳,而後使之滲入鋼之表面層,逐漸擴散入內部。
初生態之碳乃由CO或CH4等氣體分解而得。
CO之來源或由含有CO之氣體得之,或由固體滲碳劑之反應而產生於滲碳容器內,或者由含有氰化物之鹽浴得之。
初生態之碳由鋼之表面擴散入內部時,鋼之溫度須增高至沃斯田鐵化溫層範圍內,使初生態之碳埂於擴散,蓋沃斯田鐵可溶解較多之〞C〞而肥粒鐵則溶解力極小,故滲碳溫度必須在Ac3要以上之溫度。
以便滲碳作用得以進行。
再配合各種熱處理法,使得鋼之去面生成高碳硬化心部低碳之低硬度層。
使處理供具有表面硬而耐磨,心部韌而耐衝擊之性質。
一、滲碳處理之種類與特點:(一)滲碳法之種類滲碳法按使用之滲碳劑而可分為如下三大類:(1)固體滲碳法:以木炭為主劑的滲碳法。
(2)液體滲碳法:以氰化鈉(NaCN)為主劑之滲碳法。
(3)氣體滲碳法:以天然氣、丙烷、丁烷等氣體為主劑的滲碳法。
(二)滲碳法之比較(1)固體滲碳法長處:(a)設備費便宜,操作簡單,不需高度技術。
(b)加熱用熱源,可用電氣、瓦斯、燃料油。
(c)大小工件均適,尤其對大形或需原滲碳層者有利。
(d)適合多種少量生產。
短處:(a)滲碳深度及表面碳濃度不易正確調節,有過剩滲碳的傾向。
處理件變形大。
(b)滲碳終了時,不易直接淬火,需再加熱。
(c)作業環境不良,作業人員多。
(2)液體滲碳法長處:(a)適中小量生產。
設備費便宜。
不需高度技術。
(b)容易均熱、急速加熱,可直接淬火。
(c)適小件、薄滲碳層處理件。
(d)滲碳均勻,表面光輝狀態。
短處:(a)不適於大形處理件的深滲碳。
(b)鹽浴組成易變動,管理上麻煩。
(c)有毒、排氣或公害問題應有對策。
(d)處理後,表面附著鹽類不易洗淨,易生鏽。
(e)難以防止滲碳。
有噴濺危險。
(3)氣體滲碳法長處:(a)適於大量生產。
(b)表面碳濃度可以調節。
(c)瓦斯流量、溫度、時間容易自動化,容易管理。
短處:(a)設備費昂貴。
(b)處理量少時成本高。
(c)需要專門作業知識。
二、固體滲碳法:將表面滲碳鋼作成的工件,連同滲碳劑裝入滲碳箱而密閉,裝入加熱爐,加熱成沃斯田鐵狀態,使碳從鋼表面侵入而擴散,處理一定時間後,連同滲碳箱冷卻,只取出滲碳處理工件,進行一次淬火、二次淬火、施行回火。
此固體滲碳在滲碳法中歷史最老,不適於連續處理大量工件,作業環境不良,已有衰退傾向,不過爐及其他設備也較簡單,多種少量的處理也較方便,不至於完全絕跡。
固體滲碳的滲碳機構以氣體滲碳為基礎,亦即箱內的固體滲碳劑與箱內空氣中的氧反應,成為二氧化碳(CO2),CO2再與碳反應,生成一氧化碳(CO)。
C + O2 = CO2(1)C + CO2 = 2 CO (2)CO在鋼表面分解,析出碳〔C〕。
2 CO =〔C〕+ CO2 (3)〔C〕異於普通的碳,此種在鋼表面分解的原子狀碳(atomic Carbon)即稱為活性碳或初生態碳(nascent Carbon)的活性強的碳,本講義表成〔C〕;另一方面,鋼材表面副生的CO2再在固體滲碳劑表面依(2)式生成CO,依(3)式分解而析出〔C〕,此反應連續反覆進行,碳從鋼材表面侵入擴散,而滲碳。
前述反應與鐵(Fe)組合成滲碳反應。
Fe + 2 CO = { Fe - C }+ CO2 (4)滲碳用之碳素,如以滲碳性之強度順序列之,可排如木炭、焦炭、石墨、骨炭。
通常使用木炭為主劑,再添加若干滲碳促進劑。
一般以鹼金屬的碳酸鹽為促進劑,碳酸鹽中的碳酸鋰(LiCO3)、碳酸鍶(Sr CO3)、碳酸鉀(K CO3)、的促進能大,但昂貴,工業上採用碳酸鋇(Ba CO3)、碳酸鈉(Na2 CO3)為多。
雖促進能不如,但有耐久性,Na2 CO3快劣化,所以通常木炭加Ba CO320~30%,或再加10%以下的Na2 CO3為滲碳劑。
固體滲碳處理程序下:先將處理工件去鏽,脫脂以適當的間隔(20~25㎜以上)排列於滲碳箱中,周圍填圍滲碳劑,加蓋以粘土封密裝入如圖五之電氣爐,坑式爐也可用。
加熱保持一定時間。
在爐中經過所定後,在爐內徐冷或者由爐中拖出空冷,後進行熱處理。
滲碳鋼的表面為高碳鋼,心部為低碳鋼,有必要施行適用各部份的硬化處理,一般籍一次淬火將心部組織微細化,其次藉二次淬火將滲碳層硬化,最後藉回火使硬化層的組織安定化。
但依鋼材的種類及使用目的而有適當的熱處理,鎳鉻鋼、鎳鉻鉬鋼等的結晶粒粗大化少,未必要一次淬火,滲碳後實施球狀化退火者已達一次淬火的目的,亦無此必要;一次淬火的淬火溫度高,變形大,容易脆裂,要盡量避免;滲碳層淺的小工件通常省略一次淬火。
二次淬火後,施行回火,消除應力,賦予韌性、分解殘留沃斯田鐵,防止時效變形,要求高硬度者在150℃以下長時回火,忌諱時效變形者,可在稍高的180~200℃回火。
三、液體滲碳法:液體滲碳法為將工作件浸漬於鹽浴中行滲碳之方法。
因鹽浴之淬火性良好,因此可減少工作件之變形,並可使處理件加熱均勻。
升溫迅速,操作簡便,便於多種少量的生產。
尤其在同一爐,可同時處理不同滲碳深度的處理件。
液體滲碳是以氰化鈉(NaCN)為主成分,所以同時能滲碳亦能氰化,所以亦稱為滲碳氮化(Carbonitriding),有時亦稱為氰化法(Cyaniding)。
處理溫度約以700℃界,此溫度以下以氮化為主,滲碳為輔,700℃以上則滲碳為主,氮化為輔,氮化之影響極低。
一般工業上使用時,係以滲碳作用為主。
液體滲碳法雖硬化層薄,但滲碳時間短,故內部應力較少,同時因C、N同時慘入,所以耐磨性佳。
液體滲碳反應是利用氰化物(NaCN)分解,先在浴面與空氣中的氧、水分、二氧化碳反應變成氰酸鹽。
2 NaCN + O2 = 2 NaCNO (1)NaCN + CO2 = NaCNO + CO (2)氰酸鹽在高溫分解生成CO或N。
4 NaCNO = 2 NaCNO + Na2 CO3 + CO +2 N (3)在較低溫時反應如下:5 NaCNO = 3 NaCNO + Na2 CO3 + CO2 + 2N (4)生成的CO及N與Fe反應而進行滲碳及氮化。
Fe + 2 CO = { Fe - C }+ CO2 (5)Fe + N = { Fe - C } (6)一般用的滲碳劑是在中添加碳酸鈉(Na2 CO3)、氯化鋇(Ba Cl2)、氯化鈉(Na Cl2)等,比起NaCN單鹽,表面碳濃度低,擴散層增加,900℃時的碳濃度最高,這是由於鋇鹽的促進作用大,而且熔點變高,浴的粘性也增加,影響滲碳作用。
滲碳鹽浴的容器通常使用軟鐵、鎳鉻鋼、耐熱鋼,不過,氧化侵蝕很激烈,施行滲鋁防鏽法可延長壽命;容器形狀宜是內容積大、表面積小、接觸空氣的面少,蒸發揮散量也少,但是容器的上部與下部滲碳力不同,所以要注意鹽浴攪拌。
與滲碳處理的零件安裝於適當的夾具,預熱到200~500℃後浸入鹽中,盡量防止鹽浴溫度降低及熱變形。
浴底堆積很多氧化物,處理品接觸它時會變形,所以須預先調節夾具,使處理品與浴底之間有充分的餘裕。
如前所述,NaCN會隨熔融時間而劣化,滲碳能降低,所以作業中要定期分析CN,CN不夠時,添加指定的補給劑,保持滲碳能在前面所述的鋼箔試驗可簡易試出滲碳能,因NaCN有吸濕性,若將含有水分的補給劑投入加熱浴中,則會濺散,須利用爐的隔熱壁乾燥。
滲碳終了後可直接淬火,不過滲碳溫度高時,可先浸入保持淬火溫度的中性鹽浴中,然後淬火。
表6-1為各種淬火方法之比較。
回火係去除淬火時發生之殘留應力。
且將之部分之殘留沃斯田鐵變為麻田散鐵。
溫度過高則硬度會降低,一般以150~200℃為最適宜。
表6-1 液體滲碳後之淬火法四、氣體滲碳法:氣體滲碳,由於適合大量生產化,作業可以簡化,品質管制容易算特點,目前最普遍被採用。
此法有變成氣體(或稱發生氣體)及滴注式之兩種。
變成氣體方式之方法是將碳化氣體(C4H10,C3H8,CH4等)和空氣相混合後送入變成爐(Gas generator),在爐內1000~1100℃之高溫下,使碳化氫和空氣反應而生成所謂變成氣體(Converted Gas),由變成爐所生成的氣體有各種稱呼,本文方便上叫做變成氣體。
變成氣體以CO、H2、N2,為主成份,內含微量CO2、H2O、CH4,然後將此氣體送進無外氣洩入的加熱爐內施行滲碳。
滲碳時,因所需的滲碳濃度不同,在變成氣體內添加適當量的C4H10、C3H8、CH4等以便調滲碳濃度。
氣體滲碳有關的反應如下所示:2CO =〔C〕+ CO2 (1)CO + H2 =〔C〕+ H2O (2)CH4 =〔C〕+ 2 H2 (3)C2H6 =〔C〕+ CH4 + H2 (4)C3H8 =〔C〕+ C2H6 + H2 (5)此處析出的碳為活性碳〔C〕,此碳滲入鋼中擴散而滲碳。
高級碳化氫以式(4)、(5)的反應依序分解,成為低級碳化氫,最後成為CH4,進行式(3)的分解,式(4)、(5)的分解速度比式(3)快。
這些反應還會引起下示的副反應H2 + CO2 =CO + H2O (6)CH4 + CO2 = 2CO + 2 H2 (7)CH4 + H2O =CO + 3 H2 (8)以上為氣體滲碳的基本反應。
進行氣體滲碳時,需要前述的氣體變成爐、處理爐及其他附屬設備,都屬於氣密式爐體,爐內有風扇使滲碳及溫度均勻化。
在變成爐變成的滲碳性氣體,以對應於處理目的的氣體組成或露點的氣體導入處理爐。
此氣體參與鋼的滲碳,會副生CO2,減低滲碳性,為了從鋼材表面除去CO2,有必要以某速度以上使滲碳性氣體流動,調節氣體流量,使爐內氣體每1小時置換5~10次,又為了防止爐外的氧化性氣體混入,爐內壓力要保持稍高於1氣體。
取出、裝入處理品之際,要實施火陷簾,防止空氣混入,免得爆炸。
滲碳終了後進行淬火,不過滲碳溫度當作淬火溫度時太高的話,可降低氣體的碳位,降低爐溫,成為淬火適溫後淬冷。
淬火用油若不適當,則即使在爐內為光輝狀態,淬入油中時也會氧化著色,達不到光輝處理的目的;淬火油阻害光輝性的因子有油的氧化、殘留碳、硫量等油的性狀或直接與組成有關者,或微量的水分及空氣混入的活,也會降低光輝度。
氣體滲碳後降低溫度至800℃以後直接淬火於水或油中,此時若使用麻淬火之處理則可減少淬火變形,又氣體滲碳後之組織,其表皮含碳濃度與芯部含碳量之間有顯著之差異,所以滲碳後須施以擴散退火(900~950℃),此後在800℃淬火之,淬火後必須在150~180℃施以低溫回火。
滲碳後之熱處理一般依滲碳溫度而分為二種:(1)滲碳溫度在鋼件原含碳量之Ac3上方時,滲碳後中心部份之組織變成微細,表皮則為粗大,此時熱處理只須將表皮之粗大晶粒處理成微細晶粒即可,故將滲碳後之鋼件,加熱至A1稍上方(780℃附近)淬火即可。