钢的渗碳和碳氮共渗淬火回火工艺.doc

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1、钢的渗碳和碳氮共渗、淬火、回火工艺1、主题内容和适用范围本工艺规定了渗碳钢的气体渗碳氮共渗淬火回火处理的工序准备、工艺规范、操作规程、质量检验和安全环保等方面要求。2、引用标准JB3999—85钢的渗碳和碳氮共渗淬火回火处理GB85839—87齿轮材料及热处理质量检验一般规定ZBJ17022—88齿轮碳氮共渗工艺及质量控制ZBT04001—88汽车渗碳齿轮金相检验JB/ZQ4038—88重载齿轮渗碳质量检验GB9450—88钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核GB15735—1995金属热处理生产过程安全卫生要求3、工艺准备3.1工件准备3.1.1对照图纸

2、了解被处理工件的材料牌号（或化学成份），予处理情况和质量要求，磨削留量，必要时检查齿轮（轴齿轮）的加工精度。3.1.2工件表面不得有氧化皮、碰伤和裂纹，用清洗剂洗净油污后烘干。3.1.3工件表面不需要渗碳或碳氮共渗的部位，又无留余量，没安排剥碳层的加工工序，就要用防渗涂料保护，防渗涂料的厚度应大于0.3mm，涂层应致密，防渗涂料应符合ZB451—014的规定。3.2工装准备3.3开炉准备选用的工装应具有足够的热处理强度和刚度。3.3.1检查热处理设备的机械和电气部分是否正常，炉子是否漏气。检查炉子需润滑油的部位，使其不断润滑。3.3.2检查测温仪表，热电隅是

3、否正常，要定期进行校验。3.3.3定期清理气体渗碳炉炉罐中的碳黑和灰烬。3.4工件的表卡和试样3.4.1根据工件的形状和要求，选用适当的吊具和夹具。3.4.2工件间要有5～10mm的间隙。3.4.3应随炉放置与装炉工件材质和予处理相同和符合GB8539—87“齿轮材料及热处理质量检验的一般规定”规定的样式，并放置在有代表性的位置，以备炉前操作抽样检查。4、渗碳和碳氮共渗淬火回火处理的工艺规范和操作规程4.1渗碳、碳氮共渗处理4.1.1装炉4.1.1.1工件装炉前应把炉温升到渗碳或共渗温度，连续生产时可干上一炉出炉后立即装炉。4.1.1.2工件应装在炉子的有效

4、加热区内，加热区的炉温不得超过±15℃。4.1.1.3每炉装载量不大于设备的装载量。4.1.2气体渗碳工艺规范和操作规程4.1.2.1气体渗碳工艺规范参照图1，低碳合金渗碳钢的渗碳温度取上限。4.1.2.2排气期排气期的渗剂滴入量，参照表1，炉子到温后的排气时间的长短取决于排气程度，应取气进行分析，当CO2和O2的含量低于0.5%时，即可关闭试样孔，转入强渗期。无气体分析仪时，可观察废气火苗的颜色和状态，当火苗呈杏黄色，上升无力时，排气基本结束。一般地排气时间为1～1.5小时。点燃排出的废气设备规格型号排气期扩散期降温期炉温<850℃炉温>850℃到温后煤油

5、+异丙醇甲醇煤油+异丙醇甲醇煤油+异丙醇甲醇甲醇煤油＋异丙醇煤油＋异丙醇106～105～710～129～104～64～55～63～4滴/min10080~10050~70100~12090~10040~5040~5050~6030~40注：a.当炉温>850℃随着炉温的提高，提高煤油+异丙醇的滴量，降低甲醇的滴量。b.煤油和异丙醇的比例1：3。4.1.2.3强渗期，关闭试样孔，点燃排出的废气。检查炉盖及通风机轴处是否漏气。调整煤油、异丙醇的滴入量，滴量多少取决于设备大小，装炉工件表面积的大小及炉子密封的情况，表1的滴量供选择时参考。强渗期炉气成份应控制在表2

6、规定的范围内。有条件应采用红外线CO2碳位自控仪或露点仪控制炉气或用奥氏体分析仪对炉气进行分析，作为调正滴量的依据。强渗期的炉压控制在100～300pa。废气燃烧的火苗高度控制在200～250㎜的长度。根据工件有效硬化层要求和渗速经验，约达到1/2～2/3渗层深度时，抽验第一根试样，根据第一个试样的渗层确定第二个试样的时间，当有效硬化层深度达到或接近工件的有效硬化深度时，即可进入扩散期。4.1.2.4扩散期：扩散期的煤油、异丙醇滴量约为强渗期的0.5倍，为了保证炉压，并同时加滴甲醇，扩散期的时间与工件要求的有效硬化层深度有关，有效硬化层深度愈深，扩散时间要求

7、愈长一些，与工件的碳势（试样的碳势）有关，碳势高要求扩散时间长一些，还与试样渗层深度有关，为了保证工件表面0.85～1.0%的碳浓度和合理的过滤层，扩散时间约为1～3小时。4.1.2.5降温期：抽验的第三个试样，如果网状碳化物≥5级为作正火处理，920℃出炉空冷，对20CrMnMo、17Cr2Ni2Mo、20CrNi2Mo等渗碳钢，当工件室冷到300～400℃时要放到回火炉中炉冷，防止在表面和次层在空冷时产生马氏体，形成表面裂纹。对于17CrNi2Mo、20Cr2NiMo等Cr、Ni渗碳钢即使碳化物不超级也要出炉空冷，空冷的炉温度为860～880℃对于碳化物

8、不超级的20CrMnTi、20CrMnMo渗碳齿轮，