渗碳淬火处理是金属材料常见的一种热处理方法,它能使渗过碳的工件表面得到很高的强度,提高其耐磨水平。工艺主要有低温回火、预冷直接淬火、一次加温淬火、渗碳高温回火、二次淬火冷暴力、渗碳后感应加热等工艺。
低温回火不能优化钢的晶粒,工件淬火变形较大,碳素钢渗碳件表面残余奥氏体量较多,表面强度较低。操作简单,价格低廉用于解决对变形和承担冲击载荷不大的零件,适用于气体渗碳和液态渗碳工艺。
预冷直接淬火、低温回火,淬火温度800-850℃。能够减少工件淬火变形,渗层中残余奥氏体量也可略有减少,表面强度略有提高,但马氏体晶粒没变化。操作简单,工件氧化、渗碳及淬火变形均小,广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。
一次加温淬火,低温回火,淬火温度820-850℃或780-810℃。对芯部强度要求较高者,选用820-850℃淬火,芯部为低碳M,表面规定强度多者,选用780-810℃淬火能够优化晶粒。适用于固态渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液态渗碳的粗晶粒钢,一些渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。
二次淬火低温回火关键改进渗层组织,对芯部特性要求较低时可在材料的Ac1—Ac3之间淬火,对芯部特性要求高时应在Ac3以上淬火。关键用于对力学性能要求很高的主要渗碳件,尤其是对粗晶粒钢。但在渗碳后需经过2次高温加热,使工件变形和氧化渗碳提升,热处理过程较复杂。
二次淬火冷暴力低温回火高过Ac1或Ac3温度淬火,高合金表面残留较多,经冷暴力促进转变进而提升表面硬度和耐磨性。主要用于渗碳后不进行机械加工的高合金钢工件。渗碳后感应加热淬火低温回火。能够优化渗层及靠近渗层处组织。淬火变形小,不可以硬化的位置不需事先防渗。