低碳鋼的表面強(qiáng)化方法——滲碳處理

2023-05-24

滲碳處理是一種化學(xué)熱處理工藝，它可以提高低碳鋼或低碳合金鋼工件的表面硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，同時(shí)保持心部的韌性和塑性。滲碳處理的基本原理是在高溫下，利用富含碳的介質(zhì)（如固體、液體或氣體）向工件表層提供活性碳原子，使其滲入奧氏體晶格中，增加表層的含碳量和形成一定的碳濃度梯度。然后通過淬火和低溫回火，使表層的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)楦哂捕鹊鸟R氏體，而心部仍保留低碳鋼的組織。

## 滲碳處理的方法

根據(jù)滲碳介質(zhì)的不同，滲碳處理可以分為固體滲碳、液體滲碳、氣體滲碳、真空滲碳和等離子滲碳等方法。各種方法有各自的特點(diǎn)和適用范圍，下面簡要介紹一下：

- 固體滲碳：是最古老和最常用的一種方法，它是將工件與固體滲碳劑（如木炭、焦炭、動(dòng)物骨粉等）混合放在封閉容器中，在850～950℃加熱數(shù)小時(shí)，使固體滲碳劑分解產(chǎn)生一氧化碳或其他活性氣體，從而向工件表層提供活性碳原子。固體滲碳的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、成本低廉、適用于各種形狀和尺寸的工件；缺點(diǎn)是速度慢、控制困難、容易產(chǎn)生氧化脫碳和變形等。
- 液體滲碳：是將工件浸入含有氰化物或其他有機(jī)物的熔鹽中，在800～950℃加熱數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)，使熔鹽中的有機(jī)物分解產(chǎn)生活性氣體或離子，從而向工件表層提供活性碳原子。液體滲碳的優(yōu)點(diǎn)是速度快、控制容易、適用于批量生產(chǎn)；缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜、成本較高、對(duì)環(huán)境有污染、不適用于大型或復(fù)雜形狀的工件。
- 氣體滲碳：是將工件置于含有甲烷、丙烷或其他烴類氣體的氣氛中，在850～950℃加熱數(shù)小時(shí)，使氣體分解產(chǎn)生一氧化碳或其他活性氣體，從而向工件表層提供活性碳原子。氣體滲碳的優(yōu)點(diǎn)是速度較快、控制較容易、對(duì)環(huán)境無污染、適用于各種形狀和尺寸的工件；缺點(diǎn)是設(shè)備較復(fù)雜、成本較高、容易產(chǎn)生變形等。
- 真空滲碳：是在真空或低壓條件下，利用甲烷或其他烴類氣體向工件表層提供活性碳原子，在850～1050℃加熱數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)。真空滲碳的優(yōu)點(diǎn)是速度最快、控制最精確、對(duì)環(huán)境無污染、不產(chǎn)生變形和脫碳等；缺點(diǎn)是設(shè)備最復(fù)雜、成本最高。
- 等離子滲碳：是利用電弧放電產(chǎn)生高能等離子體，在其中注入甲烷或其他烴類氣體，在500～600℃加熱數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)，使等離子體中的活性粒子向工件表層提供活性碳原子。等離子滲碳的優(yōu)點(diǎn)是速度快、控制精確、對(duì)環(huán)境無污染、不產(chǎn)生變形和脫碳等；缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜、成本高。

## 滲碳處理的應(yīng)用領(lǐng)域

滲碳處理可以顯著提高低碳鋼或低碳合金鋼工件的表面硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，同時(shí)保持心部的韌性和塑性，因此廣泛應(yīng)用于各種需要承受摩擦、沖擊或交變載荷的零件，如齒輪、鏈條、軸承、凸輪、曲軸等。滲碳處理還可以改善工件的抗腐蝕性能和抵抗應(yīng)力腐蝕開裂能力。

以上就是關(guān)于滲碳處理的工藝原理和應(yīng)用領(lǐng)域的簡介，希望對(duì)您有所幫助。
滲碳處理