表面化学热处理的作用及工艺控制

化学热处理是将工件置于特定的介质中加热和保温，使一种或几种元素的原子渗入工件表面，以改变表层的化学成分和组织，从而获得所需性能的热处理工艺。常用的化学热处理有渗碳、渗氮、渗硼、渗铝、渗铬及几种元素共渗（如硼、氮共渗等）。

1.渗碳

为了增加钢件表层的含碳量和获得一定的碳浓度梯度，将钢件在渗碳介质中加热并保温使碳原子渗入表层的化学热处理工艺。渗碳常用于低碳钢和低碳合金结构钢，如20钢、20Cr、20Cr Mn Ti等。

渗碳方法可分为固体渗碳、盐浴渗碳及气体渗碳三种，应用较广的是气体渗碳。

零件渗碳后表面含碳量可达0.85%～1.05%，含碳量从表面到心部逐渐减少，心部仍然保持原来低碳钢的含碳量。可见，渗碳只改变工件表面化学成分。要使渗碳件表层具有高的硬度、高的耐磨性和心部良好韧性相配合的性能，渗碳后必须进行热处理，常用的是淬火后低温回火。这样生产出的零件既耐磨，又抗冲击。渗碳常用于在摩擦冲击条件下工作的零件，如汽车齿轮、活塞销等。

2.渗氮

渗氮是将工件放在含氮介质中加热、保温，使氮原子渗入工件表层。零件渗氮后表面形成0.1～0.6mm的氮化层，不需淬火就具有高的硬度、耐磨性、抗疲劳性和一定的耐蚀性，而且工件变形很小，对材料的适应性强。但渗氮处理的时间长、成本高，目前主要用于38Cr Mo Al A钢制造精密丝杠、高精度机床主轴等精密零件。

3.渗铝(www.xing528.com)

它是向工件表面渗入铝原子的过程。渗铝件具有良好的高温抗氧化能力，主要适用于石油、化工、冶金等方面的管道和容器。

4.渗铬

渗铬是向工件表面渗入铬原子的过程。渗铬可提高零件的耐腐蚀性、抗高温氧化性、耐磨性并具有较好的抗疲劳性能，它兼有渗碳、渗氮和渗铝的优点。

5.渗硼

渗硼是向工件表面渗入硼原子的过程。渗硼零件具有高硬度、高耐磨性和好的热硬性（可达800℃），并在盐酸、硫酸和碱介质中具有抗蚀性。

渗硼应用在泥浆泵衬套、挤压螺杆、冷冲模及排污阀等方面，能显著提高其使用寿命。