渗碳及热处理技术分析

1.渗碳

渗碳分为固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳，渗碳温度为900～950℃，表面层w（C）为0.8%～1.2%，层深为0.5～2.0mm。

2.渗碳后的热处理

渗碳工件实际上也可看作是一种表面与中心碳含量相差悬殊的复合材料。渗碳只能改变工件表面碳的质量分数，而其表面及心部的最终强化则必须经过适当的热处理才能实现。渗碳后的工件均需进行淬火和低温回火。淬火目的是使在表面形成高碳马氏体或高碳马氏体和细粒状碳化物组织。低温回火温度为150～200℃。

渗碳钢的热处理规范一般是渗碳后进行直接淬火，再低温回火。碳素渗碳钢和低合金渗碳钢，经常采用直接淬火或一次淬火，再低温回火；高合金渗碳钢则采用二次淬火和低温回火处理。(www.xing528.com)

例：20CrMnTi钢热处理工艺规范。20CrMnTi钢齿轮加工工艺路线为：下料→锻造→正火→加工齿形→渗碳→预冷淬火→低温回火→磨齿。

正火作为预先热处理，可改善锻造组织，调整硬度（170～210HBW）便于机械加工，正火后的组织为索氏体+铁素体；最终热处理为渗碳后预冷到875℃直接淬火+低温回火，预冷的目的是减少淬火变形，同时在预冷过程中，渗层中可以析出二次渗碳体，在淬火后减少了残留奥氏体量。最终热处理后其组织由表面往心部依次为回火马氏体+颗粒状碳化物+残留奥氏体→回火马氏体+残留奥氏体→……（心部组织分为两种情况，在淬透时为低碳马氏体+铁素体；未淬透时为索氏体+铁素体）。

20CrMnTi钢经上述处理后可获得高耐磨性渗层，心部有较高的强度和良好的韧性，适宜制造承受高速中载并且抗冲击和耐磨损的零件，如汽车、拖拉机的后桥和变速箱齿轮、离合器轴、锥齿轮和一些重要的轴类零件。