热处理技术进展.pdfVIP

热处理技术进展--第1页

热处理技术进展

一、新工艺

1、微波渗碳

2004年由美国D.C公司开创的“微波大气等离子技术”，它特点是在大气压下可以

引发和保持气体等离子状态，等离子体是一种被部分电离的气体，它的最大特点在于对

微波的高吸收率（可吸收微波能量的95%）和迅速达到很高的温度。等离子体一旦被引

发并在大气压下保持，就可用DanaCorp公司专有技术在数秒内使等离子温度达到

1200℃，如将其用于热处理，与常规工艺相比可大大缩短达到高温的时间。

采用微波大气等离子技术可使热处理工艺实现更精确地控制加热和达到更高温度，

从而缩短工艺周期和减少能耗。用于钢的渗碳时，工件表面硬度、表面碳浓度、渗碳均

匀度、残留奥氏体量、显微组织的一致性都和传统工艺相同或超过其相应的力学性能。

Dana与德国的汉诺公司（ALD）合作开发出了商品化的微波渗碳技术，还可以控

制奥氏体残余量和获得细小的晶粒组织。

在用于AISI8600（相当于20CrNiMo）齿轮进行渗碳试验表明，它要比传统的和真

空的渗C在周期上和渗层深度上都要好得多。

（1）传统气体渗C：1）总渗C时间为（142min强渗+110min扩散+20min降温）

2）渗层深度：～0.9mm

（2）真空渗C：1）112min强渗+80min扩散+20min降温

2）渗层深度：～0.09mm

（3）微波渗C1）112min强渗+80min扩散+20min降温

2）渗层深度：～1.14mm

在显微组织方面：残余γ和延深度

（1）传统气体渗C：1）夹角处显微组织：150～30Vol1%～0.319mm

2）齿面显微组织：10～20Vol1%～0.119mm

（2）真空渗C：1）夹角处显微组织：10～15Vol1%～0.172mm

2）齿面显微组织：5～15Vol1%～0.243mm

（3）微波渗C：1）夹角处显微组织：5～20Vol1%～0.172mm

2）齿面显微组织：5～20Vol1%～0.148mm

晶粒等级（比较法）ASTME112～1996

（1）真空渗C：1）渗层：8～12（22.5～11.2μm）

2）心部：8～9（22.5～15.9μm）

1

热处理技术进展--第1页

热处理技术进展--第2页

（2）真空渗C：1）渗层：8～9（22.5～15.9μm）

2）心部：9～10（15.9～11.2μm）

（3）微波渗C：1）渗层：10～12（11.2～5.6μm）

2）心部：10～12（11.2～5.6μm）

※微波渗C工艺：

非常简单，把工件装入加工室的室腔中，往其中通入氩气，用特殊方法激发等离子，

温度迅速升高，当温度达到930℃时往加工室的空腔中通往乙炔气体。调节微波功率，

把温度保持固定水准。工件经规定时间处理后施行淬火和回火。乙炔在等离子体内易裂

解，微波渗碳时用乙炔作为供C源。调整乙炔量，微波能量和维持等离子的容器尺寸可

使在一定体积内沉积碳量得到精确控制。把渗碳温度提高到980℃时，可进一步加速渗

碳。该工艺的另一个优点是热量约束在被加工工件周围，系统内无需使用需要高度维护

的加热元件，Atmoplas渗C工艺具有高度的灵活性（柔性）和可控性。

2、离子束表面改性