滲碳熱處理是目前機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種化學(xué)熱處理方法。它是將低碳鋼在富碳的介質(zhì)中加熱到高溫(一般是900-950℃),使活性碳原子滲入鋼的表面,以獲得高碳的滲層組織。滲碳熱處理后經(jīng)淬火和低溫回火,使表面具有高的硬度、耐磨性及疲勞抗力,而心部仍保持足夠的強(qiáng)度和韌性。
零件經(jīng)滲碳熱處理后,滲碳層應(yīng)達(dá)到一定的表面碳濃度、深度和濃度梯度,才能得到所需要的機(jī)械性能。表面碳濃度對(duì)零件的機(jī)械性能影響較大,對(duì)不同機(jī)械性能的影響也有所不同,如:
(1)隨表面碳濃度的增加耐磨性也增加,見(jiàn)圖一;
(2)隨表面碳濃度的增加,抗彎強(qiáng)度和沖擊值反而下降,見(jiàn)圖二、圖三;
(3)表面碳濃度為0.8-1.05%時(shí),扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度達(dá)到最大值,見(jiàn)圖四;
(4)表面碳濃度為0.93%左右時(shí),彎曲疲勞強(qiáng)度具有最高值,見(jiàn)表1。這是由于表面碳濃度大于1.1%時(shí),滲碳層中碳化物的不均勻性增加,容易形成大塊或網(wǎng)狀碳化物,使?jié)B碳層的脆性增大,疲勞強(qiáng)度下降。
表1 表面碳濃度對(duì)20CrMnTi鋼彎曲疲勞強(qiáng)度的影響
由此可見(jiàn),滲碳熱處理后零件表面含碳量控制在0.7-1.05%之間為宜,過(guò)低會(huì)使耐磨性下降,過(guò)高時(shí)脆性增大,強(qiáng)度不能滿足要求。對(duì)于承受沖擊疲勞載荷的零件,表面碳濃度應(yīng)為0.7-0.9%;對(duì)于承受彎曲疲勞載荷的零件,表面碳濃度應(yīng)為0.8-1.05%;對(duì)于承受高接觸疲勞載荷和需要抗磨性很高的零件,表面碳濃度可提高到1.15%。
青島豐東熱處理有限公司,專(zhuān)業(yè)從事金屬材料零部件熱處理商業(yè)加工服務(wù),采用自主研發(fā)的UNICASE密封箱式氣體滲碳氮化多用爐,通過(guò)高精度儀表,自動(dòng)控制爐內(nèi)氣氛碳勢(shì),控制精度達(dá)到±0.02%,結(jié)合客戶(hù)零件的使用要求,通過(guò)工藝設(shè)計(jì)精確匹配工件所需碳濃度,達(dá)到可控碳濃度的氣體滲碳工藝,為客戶(hù)產(chǎn)品質(zhì)量提供了有效的保證。