普通的熱處理包括正火、退火、淬火、回火、時效和冷處理等,使零件的整體或局部獲得一定的硬度和力學性能,來滿足其工作和使用要求,其特征為零件本身沒有化學成分的改變。而化學熱處理是將零件置于一定溫度的活性介質中加熱,保溫一定的時間,使一種或幾種化學元素的原子滲入零件表層,以改變表面化學成分、組織和性能,達到改善零件使用性能的熱處理工藝?;瘜W熱處理可以明顯提高零件的使用壽命和力學性能,在某種程度上低碳鋼或低合金鋼等可代替高合金鋼,降低了生產成本,因此化學熱處理在機械制造中得到了十分廣泛的應用和推廣,具有比較廣闊的市場前景。
任何化學熱處理都是由介質分解出活性原子、活性原子被鋼的表面吸收、進入鋼中的原子向內部擴散三個基本過程組成的,需要注意的是在這三個階段中,化學熱處理的初期應提高介質的分解速度,確?;钚栽拥某渥愎?,經過一定吸收過程,當表層有了較高的濃度時,應減小介質的供應量,以滿足擴散階段表層濃度的變化。
從化學熱處理的過程來看,影響其過程的主要因素為溫度、時間、零件的化學成分以及介質的活性,它們直接對零件熱處理后的產品質量有重要的作用,因此不可忽視和隨意更改已經設定的工藝參數(shù)。
(1)化學熱處理的溫度
一般而言介質分解出的活性原子隨溫度的提高而增加,使用不同的溫度對分解過程的影響是不一致的,這應根據(jù)具體的情況進行分析;對吸收過程而言,溫度對不同元素的吸收量是有差別的,滲碳時溫度提高則有利于對活性碳原子的吸收,而在滲氮時則明顯降低對氮原子的吸收;在擴散過程中溫度越高,活性原子在鋼中的擴散就加快。
(2)化學熱處理的時間
關于時間的影響是在一定的前提下體現(xiàn)的,當溫度、滲劑種類和消耗量基本確定時,滲入時間的長短一是影響滲層的深度,二是影響零件表面的滲入元素的濃度。
(3)零件表面的化學成分
合金元素的類別和含量將對化學熱處理過程產生顯著的影響,例如滲碳時,非合金碳化物越多,則滲層中含碳量越低;而鋼中的含碳量高則活性碳原子的滲入速度愈慢。
(4)介質的活性
介質活性的大小將影響滲層表面的滲入元素的濃度,同時也會在某種程度上影響滲入的速度等。