热处理原理与工艺 作者 赵乃勤 第11章 化学热处理.ppt

(1)软氮化层深度不够　 软氮化处理温度过低或时间不足，介质浓度低或供应量少，以及盐浴老化等，均可能导致层深不够或化合物层不连续。 (2)表面疏松　 软氮化气氛或盐浴浓度过高，软氮化温度高或时间过长，均易导致在化合物层中出现疏松，其特征是在表面附近出现空洞。 (3)表面花斑　 如果处理前表面质量不佳(有锈斑、氧化皮、严重油污等)，或处理时工件相互重叠，以及与炉壁接触等，都能导致表面产生花斑。 (4)表面锈蚀 　盐浴软氮化的零件如清洗不净，会很快出现表面锈蚀。 11.5　渗硼［2,5?7］ 图11-26　Fe-B合金相图 11.5.1　渗硼层的组织 图11-27　45钢渗硼组织照片(500× 11.5.2　渗硼层的性能 (1)高的硬度　(2)高的热硬性　 (3)良好的耐蚀性 (1)高的硬度 　碳钢渗硼后表面硬度可达1400～2300HV，因而耐磨性极高，是一般化学热处理难以达到的。 (2)高的热硬性　 由于渗硼层稳定性好，在800℃以下能保持高的硬度。 (3)良好的耐蚀性 　硼化物层在600℃以下抗氧化性好，对盐酸、硫酸、磷酸及碱具有良好的耐蚀性，但不耐硝酸腐蚀。 11.5.3　常用渗硼方法 1.固体渗硼法2. 盐浴渗硼 1.固体渗硼法 目前最常用的是采用下列配方的粉末渗硼法：5％KBF4+5％B4C+90%SiC+Mn-Fe。把这些物质的粉末和匀，装入耐热钢板焊成的箱内，工件以一定的间隔(20～30mm)埋入渗剂内，盖上箱盖，在900～1000℃保温1～5h后，出炉随箱冷却。 渗硼的反应式为B4C+3SiC+3O2→4B+2Si+SiO2+4CO(11-14)　　由于固体渗硼法无需特殊设备，操作简单，工件表面清洁，已逐渐成为最有前途的渗硼方法。 2. 盐浴渗硼 常用硼砂作为渗硼剂和加热剂，再加入一定的还原剂，如SiC，以分解出活性硼原子。为了增加熔融硼砂浴的流动性，还可加入氯化钠、氯化钡或盐酸盐等助熔盐类。 11.5.4　渗硼前处理和渗硼后热处理 工件渗硼前应进行精加工和消除应力处理，以避免渗层不匀和渗硼后工件变形。此外，还应对工件进行清洗。 工件渗硼后往往还要进行调质处理，以获得足够的心部强度。调质处理时，淬火加热和回火均应在保护气氛或中性盐浴中进行。因为渗硼层容易出现裂纹和崩落，这就要求尽可能采用缓和的冷却方法，如淬火冷却最好在不同温度的油中、空气中或盐浴中进行，而且淬火后应及时进行回火。由于硼化物不发生相变，因此调质对渗硼化合物层的性能没有影响。 11.6　表面渗金属［7?9］ 虽然工业产品对某些机械零件的性能提出越来越高的要求，但是不少零件只是要求更高的表层性能。为了节约贵重的优质合金或特殊钢材，只需在一般钢材制成的零件表面采取相应的处理措施以提高其性能，即可解决技术要求与经济效益之间的矛盾。钢的渗金属工艺就是通过化学热处理手段，将某些金属元素渗入钢的表面，使其表层具有某种特殊钢的成分组织和性能，而基体则仍保持不变。 11.6.1　固体法渗金属 固体法最常用的是粉末包装法，即把工件、粉末状的渗剂、催渗剂和烧结防止剂共同装箱、密封，加热扩散而得。这种方法的优点是操作简单，无需特殊设备，小批生产应用较多，如渗铬、渗钒等；缺点是产量低，劳动条件差，渗层有时不均匀，质量不易控制等。 11.6.2　液体法渗金属 图11-28　TD处理设备结构示意图a)直接加热　b)间接加热 11.6.3　气体法渗金属 1)强化工艺过程，缩短生产周期。2)改善操作条件和减少污染。3)发展低温化学热处理方法。4)不断改进和创制新的工艺方法。5)发展多元共渗及复合强化。  习题 1.渗碳气氛组成及化学反应有哪些？2.解释吸热式气氛和放热式气氛。3.简述渗碳的工艺过程。4.简述渗碳后热处理工艺方法。5.渗碳件组织是如何影响其性能的？6.渗碳缺陷有哪些?如何防控？7.简述渗氮的工艺过程。8.简述等温渗氮、两段渗氮和三段渗氮工艺及特点。 9.常见渗氮缺陷及防止方法有哪些?10.离子渗氮的特点是什么？11.碳氮共渗和氮碳共渗的各自特点是什么?12.简述TD法原理。13.现有一种45钢齿轮，约1万件，其所承受接触应力不大，但要求齿部耐磨性好，同时要求热处理变形小。14.现有分别经过普通整体淬火、渗碳淬火及高频感应淬火的三个形状、尺寸完全相同的齿轮，试用最简单迅速的办法将它们区分出来。15.现有低碳钢齿轮和中碳钢齿轮各一个，要求齿面具有高的硬度和耐磨性，问各应怎样热处理？并比较热处理后它们在组织和性能上的差别。16.某厂用20钢制成的塞尺，其热处理工艺曲线如图11-29所示。 (2) 模具、量具及刃具渗氮前的预备热处理 表11-3　常用模具、量具及刃具钢渗氮前的热处理规范 W6Mo5Cr4