井式气体渗碳炉的设备规格

工艺

1.渗碳(carburizing/carburization)

渗碳（carburizing/carburization）是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)。渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。

2.调质（quenching and tempering）

调质（quenching and tempering）处理就是指淬火加高温回火的双重热处理方法，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。高温回火是指在500-650℃之间进行回火。调质件大都在比较大的动载荷作用下工作，它们承受着拉伸、压缩、弯曲、扭转或剪切的作用，有的表面还具有摩擦，要求有一定的耐磨性等等。总之，零件处在各种复合应力下工作。这类零件主要为各种机器和机构的结构件，如轴类、连杆、螺柱、齿轮等，在机床、汽车和拖拉机等制造工业中用得很普遍。尤其是对于重型机器制造中的大型部件，调质处理用得更多。因此，调质处理在热处理中占有很重要的位置。在机械产品中的调质件，因其受力条件不同，对其所要求的性能也就不完全一样。一般说来，各种调质件都应具有优良的综合力学性能，即高强度和高韧性的适当配合，以保证零件长期顺利工作。

3.碳氮共渗（carbonitriding）

碳氮共渗（carbonitriding）是以渗碳为主同时渗入氮的化学热处理工艺。它在一定程度上克服了渗氮层硬度虽高但渗层较浅，而渗碳层虽硬化深度大，但表面硬度较低的缺点。

应用较广泛的只有气体法和盐浴法。气体碳氮共渗介质是渗碳剂和渗氮剂的混合气，例如滴煤油(或乙醇、丙酮)、通氨；吸热或放热型气体中酌加高碳势富化气并通氨；三乙醇胺或溶入尿素的醇连续滴注。[C]、[N]原子的产生机制除与渗碳、渗氮相同外，还有共渗剂之间的合成和分解：

CO+NH₃===HCN+H₂O

CH₄+NH₃===HCN+3H₂

2HCN===2[C]+2[N]+H₂

碳氮共渗并淬火、回火后的组织为含氮马氏体、碳氮化合物和残余奥氏体。深0.6～1.0mm的碳氮共渗层的强度、耐磨性与深1.0～1.5mm的渗碳层相当。为减少变形，中等载荷齿轮等可用低于870℃的碳氮共渗代替930℃进行的渗碳。

随着稀土催渗(碳稀土共渗)和可部分取代浅层渗碳与碳氮共渗的氮碳共渗或硫氮碳共渗的推广，碳氮共渗的应用面有变窄趋势。

碳氮共渗是在模具零件表层同时渗入碳、氮的热处理过程。与单一渗 碳相比，碳氮共渗有许多特点，如碳氮共渗温度较渗碳温度低，因而渗碳 过程中奥氏体晶粒较细小，共渗后一般可直接淬火。因此简化了生产工序， 节约了能源，并减少了模具零件的变形。

碳氮共渗的主要特点：

1) 气体碳氮共渗的力学性能兼顾于渗碳层和渗氮层的优点。与渗碳层 相比表面硬度更高、耐磨性好，同时还具有一定的抗蚀性，以及由于共渗 层存在残留压应力而提高了钢的疲劳极限; 与渗氮相比，共渗层深度深， 表面脆性小。

2) 由于氮的渗入提高了渗层的淬透性，共渗后可用渗碳温度较低及较 缓冷却介质淬火，减少了模具的变形，而且奥氏体晶粒比渗碳细，提高了 模具零件的心部韧性。

3) 气体碳氮共渗速度大于单独渗碳或单独渗氮的速度，缩短了生产 周期。

4) 碳氮共渗适用于基体具有良好韧性，而表面硬度高、耐磨性好的模 具零件，如塑料模及冲裁模中的凸模及凹模等零件。

淬火（quenching）

淬火是把钢加热到临界温度以上，保温一定时间，然后以大于临界冷却速度进行冷却，从而获得以马氏体为主的不平衡组织（也有根据需要获得贝氏体或保持单相奥氏体）的一种热处理工艺方法。淬火是钢热处理工艺中应用最为广泛的工种工艺方法。