表面强化技术在碳素钢刃具上的应用探究

1.T8A钢制切料刀片的离子渗氮

切料用的T8A钢刀片，按常规工艺热处理后寿命较低。试验在常规工艺处理的基础上，增加离子渗氮工艺。

（1）热处理工艺

1）淬火。刀片装入箱式电炉中，并用渗碳剂覆盖。在810℃下加热2h后出炉预冷40s左右，使温度降到约780℃，立即转入质量分数为10%NaCl水溶液中冷却15～18s，然后转入油冷，待温度冷到200℃左右时出油空冷。

2）回火。在250℃保温3h后空冷，硬度为57～58HRC。

3）离子渗氮。详见第1.5.4节。

（2）处理效果：刀片使用寿命提高了17倍。由于减少了刀片的更换次数，使生产效率大大提高。

2.T10A钢制手用锯条的液体碳氮共渗

（1）热处理工艺

1）盐浴配方为（质量分数）45%尿素+23%碳酸钠+20%氯化钾+12%氯化钠。

2）共渗处理操作过程如下。

①锯条经烘干预热到720℃左右后，转入820℃盐浴中共渗。

②入炉后盐液温度降到740℃左右，此时（800℃以下）以N原子快速渗入为主。(www.xing528.com)

③当液温达820～840℃时，加入一定数量的补渗剂，此时C原子的渗入量增加，N原子相对减少。

④在830℃左右抽取试样检查其脆性、硬度和直线度等，合格后出炉淬火。

⑤在150～200℃热油中冷却至内外温度一致后出油空冷到室温。

3）回火，在200～220℃保持2h后空冷。

（2）处理结果 经上述处理后，硬度≥79HRA；各向变形均达到标准要求；金相组织，表面为含氮的细针马氏体+点状和小块状碳氮化合物+残留奥氏体，厚度约为0.22mm；心部组织为含氮针状马氏体+托氏体。

3.20 钢制手锯条碳、氮、稀土三元共渗

（1）热处理工艺

1）盐浴配方为（质量分数）（80%～84%）氯化钠和氯化钾+（8%～10%）碳酸钠+（8%～10%）“603”渗剂。其中，氯化钠和氯化钾的质量比例为4.5：5.5。在渗碳中加入适量的镧系稀土盐酸盐。由于稀土盐与熔盐反应剧烈，宜将其预先捣成细粉，并与“603”渗剂、碳酸盐混合，然后与为改善淬火表面质量而加入的添加剂等按比例混合均匀后作为混合渗剂，在处理过程中逐步加入盐浴中。通常是每10min左右添加一次混合盐，并维持盐液面有一层黑色软盖，以使火苗不断窜出为适度。

2）共渗和淬火。在温度为850～870℃的共渗盐浴中保持30min后降温到800℃出炉，立即在80～140℃的热油中淬火冷却，待内外温度一致后出油空冷。处理后硬度为82.5～83.2HRA。

3）回火，在180℃保持60min后空冷。

4）两端快速退火。端孔部位在800℃盐浴中加热到暗红色后，立即出炉油冷。

（2）处理效果 按上述处理后的碳氮稀土共渗锯条金相组织细小，表层出现细密碳化物，碳浓度分布梯度平缓；共渗温度低、渗速快、变形小等，使低碳钢锯条具有了优良的锯切性能。