渗碳和保护气氛淬火

渗碳和保护气氛淬火工艺守则

1 适用范围

本守则适用于渗层深度小于0.3mm的浅层渗碳和保护气氛光亮淬火两种工艺的操作，淬火碳钢厚度不大于5mm。

2辅助材料

2.1工业级甲醇CH3OH，高温裂解后作为载气，网带炉860℃时碳势约0.65％。

2.2 工业级甲苯C6H5CH3，高温裂解后作为渗碳的富化气，网带炉920℃时碳势约0.95％。

2.3 工业级氨气（液氨），炉内裂解提供活性氮原子。

2.4 MDW 202快速光亮淬火油

2.5 常温除油清洗剂

3 设备与工具

3.1 RCG9-30×350×5网带淬火炉，最高工作温度920℃，附PID数字仪表控温、可控硅电源，XMD自动记录仪以及淬火油槽和它的控温装置。

3.2 40kW及48kW网带回火炉，附二位式控温仪。

3.3 甩干机

3.4 超声波除油装置

4 工艺准备

4.1磨火花鉴别材料，确定符合图纸。

4.2检查工件无严重油污，严重锈蚀。

4.3检查滴注罐是否足够甲醇和甲苯

5网带炉的操作

5.1首先接通电控柜开关，检查电压、加热电流、淬火和提升网带传动、循环冷却水系统是否正常；检查甲醇、甲苯（或丙酮）、淬火油槽的油量以及水封的水量是否足够数量。

5.2 炉子升温至550℃打开调速器开关，指示数350r/min；待淬火冷却油70±5℃；炉温到达工艺温度调速器指示数调整为规定值，同时拧开流量计旋钮调整保护气氛至规定值。

5.3 尽量朝网带上均匀平整地多装工件、低速率输送；不要少装、高速率输送；这样可以延长马弗罐和活动炉底板寿命以及提高经济效益。

5.4巡查中注意观察工件表面是否存在烟尘沉淀，每星期一次送入少量空气1～2h缓慢烧掉炉内碳黑。

5.5 经常检查流量计数值，每12h至少捅炉内滴注管一次，清空碳黑块。

5.6 在工件能进炉膛前提下，尽量降低炉门高度，碳氮共渗尽量减少炉门开启次数，注意生产过程火焰是否完全封闭整个炉门口。

5.7 关炉：断开保护气→下调仪表温度→3min后断开循环油泵→550℃关调速器→压缩空气开关→550℃保温等待工件。

6工艺过程

6.1淬火

常用钢种淬火温度

SK5 810℃840℃（厚度δ≥2.5mm）

65Mn 820℃860℃（厚度δ≥2.5mm）

45钢，50钢（S50C或1050）800～830℃，870～880℃(厚度δ≥4mm) 60Si2MnA 850～870℃

50CrV 850～860℃

碳氮共渗温度860～880℃

加热时间

有效加热区长度3500mm，除以网带移动速率，得到有效加热时间。该时间无具体规定，操作人员根据工件装炉量，厚度，形状以及加热温度，在确保热透、不浪费生产效率、淬火后同一工件各测量点之间，不同工件之间硬度波动值最小的前提下，自行掌握。

淬火冷却油

一般使用温度50～110℃，最佳温度70±5℃。

气体流量

淬火：甲醇流量10～18ml/min

碳氮共渗：甲醇流量10～20ml/min 甲苯流量10～15ml/min，氨气0.10～0.16m3/h。

6.2除油

工件连同网篮放入离心甩干机约10min，然后转移至2～4％，50～98℃水基清洗剂溶液超声波3～5min，除去95％以上淬火油。注意低温回火的工件如果有油，会产生半炭化焦油现象，给下工序电镀或发黑造成严重除油困难，使电镀件抗蚀能力显著下降，例如盐雾试验不

6.3回火

65Mn第二次回火容易产生回火脆性，应重新淬火返工加以避免。避开某些钢种回火脆性区，某些工件回火后摊开加快冷却。

网带炉中温回火，除工件厚度δ＜0.3mm，装炉量较少，保温时间可以低至40min外，其余工件50～75min。

碳氮共渗工件低于320℃网带炉回火的，根据装炉量的多少60～120min。

弹性件回火硬度与温度关系参考：

要求硬度HRC

钢号50～55 45～50 40～45

回火温度℃

45钢220～260 280～330 340～370

50 220～280 300～380 390～430

SK5 240～300 330～390 400～460

65Mn 300～340 360～430 440～480

60Si2MnA 340～380 400～440 460～500

40Cr 200～250 250～420 420～470

碳氮共渗钢280～370 380～410 420～480

7 注意事项

7.1 摆放工件时特别小心工件掉出网带，卡在活动炉底板上挂坏网

7.2存放甲醇、甲苯（丙酮）的地方禁止烟火，不得有杂物，尤其是易燃物品，必须配备灭火设施。甲醇剧毒，不得进入嘴和眼。

7.3 延长网带炉寿命的关键是合理安排生产，尽量使网带上工件重量均衡和防止骤升骤降温度，为保护网带炉，原则上使用温度不得超过880℃例如这样转换工作温度880℃→850℃→820℃→850℃→880℃。

7.4为保证网带炉的寿命，温度560℃以上网带不得停止运行，原则上使用温度不得超过880℃。

渗碳工艺介绍

渗碳定义渗碳是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中,加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区,保温足够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层,从而获得表层高碳,心部仍保持原有成分. 相似的还有低温渗氮处理。这是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。简介渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25％)。渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。最早是用固体渗碳介质渗碳。液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。60年代高温(960～1100℃)气体渗碳得到发展。至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。原理渗碳与其他化学热处理一样﹐也包含3个基本过程。 ①分解：渗碳介质的分解产生活性碳原子。 ②吸附：活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中﹐使奥氏体中含碳量增加。 ③扩散：表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差﹐表面的碳遂向内部扩散。碳在钢中的扩散速度主要取决于温度﹐同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25％)。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现铁素体。一般渗碳层深度范围为0.8～1.2毫米﹐深度渗碳时可达2毫米或更深。表面硬度可达HRC58～63﹐心部硬度为 HRC30～42。渗碳淬火后﹐工件表面产生压缩内应力﹐对提高工件的疲劳强度有利。因此渗碳被广泛用以提高零件强度﹑冲击韧性和耐磨性﹐借以延长零件的使用寿命。分类按含碳介质的不同﹐渗碳可分为固体渗碳﹑液体渗碳﹑气体渗碳和碳氮共渗。渗碳工艺 1、直接淬火低温回火组织及性能特点：不能细化钢的晶粒。工件淬火变形较大，合金钢渗碳件表面残余奥氏体量较多，表面硬度较低适用范围：操作简单，成本低廉用来处理对变形和承受冲击载荷不大的零件，适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。 2 、预冷直接淬火、低温回火，淬火温度800-850℃组织及性能特点：可以减少工件淬火变形，渗层中残余奥氏体量也可稍有降低，表面硬度略有提高，但奥氏体晶粒没有变化。适用范围：操作简单，工件氧化、脱碳及淬火变形均小，广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。 3、一次加热淬火，低温回火，淬火温度820-850℃或780-810℃组织及性能特点：对心部强度要求较高者，采用820-850℃淬火，心部为低碳M，表面要求硬度高者，采用780-810℃淬火可以细化晶粒。适用范围：适用于固体渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液体渗碳的粗晶粒钢，某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。

浅谈齿轮渗碳淬火有效硬化层及硬度梯度

浅谈齿轮渗碳淬火有效硬化层及硬度梯度随着机械工业的发展，对齿轮的质量要求日益提高，而齿轮的强度寿命和制造精度与热处理质量有很大关系。为了检验齿轮材料热处理质量，在1987年以前，我国的齿轮渗碳淬火内在质量检验标准多为终态金相检验标准。由于检测仪器的精度、分辨率等因素以及检验人员的经验参差不齐，造成检验结果有很大差异和争议。为了解决金相法内在检验存在的弊端，机械部在1987年借鉴了DIN.ISO等标准中有关内容，修订了我国现行齿轮渗碳淬火内在质量检验标准。此检验标准中，其金相组织检验标准基本与原标准相似，主要是对渗碳层深度及碳浓度梯度的测定作了较大的修改。下面就渗碳层深度和碳浓度梯度分别采用金相法与硬度法测定进行简述。一、渗碳层深度的检测 1.1、金相法 1.1.1、取本体或与零件材料成分相同，预先热处理状态基本相似的圆试样或齿形试样进行检测。 1.1.2、送检试样热处理状态为平衡状态，即退火状态。 1.1.3、低碳钢渗层深度为：过共析层+共析层+1/2亚共析层。 1.1.4、低碳合金钢渗层深度为：过共析层+共析层+亚共析层。 1.2、硬度法 1.2.1、取样方法同金相法取样方法一致。 1.2.2、送检试样状态为淬火+回火状态。 1.2.3、渗碳深度用有效硬化层来表示，其极限硬度根据不同要

求进行选择。 1.2.4、有效硬化层深度（DCp）：从试样表面测至极限硬度（如 HV550）之间垂直距离。 1.3、两种关于渗碳深度检测的方法存在着一定的对应关系，下面用图形来描述。从图中可看出：DCp（芯部）>DCp(HV500)>DCp(HV550) DCp(HV550)对应渗碳层中碳含量约为0.35~0.38%,此界限处即为金相法中1/2亚共析层处。 DCp(HV500)对应渗碳层中碳含量约为0.31~0.33%，此界限处为金相法中1/2亚共析层处。 DCp（芯部）对应渗碳层中碳含量为基体碳含量，一般为0.17~0.23%，此界限处为金相法中基体组织。

渗碳淬火质量验收规范

11111111精密机械有限公司企业标准 YQB/4003-2016 渗碳淬火质量验收规范发布时间：2016年 3 月 22 日实施时间：2016年 3 月 22 日11111111精密机械有限公司发布

1、目的规范自制及委外产品渗淬质量测试的方法和依据，使得渗淬有所依循、保证检测的准确性、稳定性，从而使产品质量得到有效控制，确保本公司向客户提供满意的产品； 2、适用范围适用于各类自制或委外产品的渗淬质量检控； 3、引用标准 (1) GB/T13299-91 金属显微组织评定方法依据； (2) JB/T 9211-1999 中碳钢与中碳合金结构钢马氏体等级标准； (3) GBT 25744-2010 钢件渗淬回火金相检验标准；（4）GB/T 9450-2005 钢件渗淬硬化层深度的测定和校核依据；（5）GB/T11354-2005 金相组织检验依据； 4、名词解释 (1) 渗淬：渗碳淬火；（2）0收1退：同批次件抽检1件，如合格则整批次接受，不合格整批次退货；（3）试块：渗淬的随炉圆柱形试块，直径25mm*长度50mm,粗糙度Ra3.2； (4)心部硬度:在齿宽中部横截面上，轮齿中心线与齿根圆相交处的硬度； 5、验收项目及标准渗淬零部件表面硬度、心部硬度、硬化层深、金相组织、表面质量、脱碳层深等； 5.1渗淬件表面质量的检验 1）为得到较为准确的检测结果，零件的检测部位均应进行表面打磨、去掉氧化皮等杂质（成品件或不允许表面打磨的零件检测时，先不进行表面打磨直接在零件不影响外观表面检测。若检测结果不合格时，则须进行破坏性打磨检测，若打磨后检测合格，则判定合格）； 2）每一零件原则上应至少检测三次，取其平均值作为评价结果。（第一针为测试针，零件较小或无法取多点除外）；

表面淬火和化学热处理

表面淬火和化学热处理表面热处理和化学热处理都是改变钢件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺。表面淬火表面淬火是通过快速加热，使钢的表层很快达到淬火温度，在热量来不及传到钢件心部时就立即淬火，从而使表层获得马氏体组织，而心部仍保持原始组织。表面淬火的目的是使钢件表层获得高硬度和高耐磨性，而心部仍保持原有的良好韧性，常用于机床主轴、发动机曲轴、齿轮等。表面淬火所采用的快速加热方法有多种，如电感应、火焰、电接触、激光等，目前应用最广泛的是电感应加热法。感应加热表面淬火法就是在一个感应线圈中通以一定的交流电（有高频、中频、工频三种），使感应线圈周围产生频率相同、方向相反的感应电流，这个电流称为涡流。由于集肤效应，涡流主要集中在钢件表层。由涡流所产生的电阻热是钢件表层被迅速加热到淬火温度，随即向钢件喷水，将钢件表面淬硬。感应电流的频率愈高，集肤效应愈强烈，故高频感应加热用途最广。高频感应加热常用的频率为200~300 kHz，此频率加热速度极快，通常只有几秒钟，淬硬层深度一般为0.5~2mm，主要用于要求淬硬层较薄的中、小型零件。感应加热表面淬火质量好，加热温度和淬硬层深度交易控制，易于实现机械化和自动化生产，缺点是设备昂贵，需要专门的感应线圈。因此，主要用于成批或大量生产的轴、齿轮等零件。化学热处理化学热处理是将钢件置于合适的化学介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入钢件表层，以改变钢件表层的化学成分和组织，从而获得所需的力学性能或理化性能。化学热处理的种类很多，依照渗入元素的不同，有渗碳，渗氮，碳氮共渗等，以适应不同的场合，其中以渗碳应用最广。渗碳是将钢件置于渗碳介质中加热、保温，使分解出来的活性碳原子渗入钢的表层。渗碳是采用密闭的渗碳炉，并向炉内通以渗碳剂（如煤油），加热到900~950℃，经较长的时间保温，使钢件表层增碳。渗碳件通常采用低碳钢或低碳合金钢，渗碳后渗层深一般为0.5~2mm，表层含碳量wc将增至1%左右，经淬火和低温回火后，表层硬度达到56~64HRC，因而耐磨；而心部因仍是低碳钢，故保持其良好的塑性和韧性。渗碳主要用于即承受强烈摩擦，又承受冲击或循环应力的钢件，如汽车变速箱齿轮，活塞销、凸轮、自行车和缝纫机的零件等。

机械零件热处理质量检验规程

一般机械零件热处理质量检验规程 1、总则 1.1本规程是工厂编制一般机械零件的热处理质量检验项目、内容及要求的依据之一。 1.2工厂承接的加工件，一般均根据本规程进行质量检验。如果顾主（客户）另有要求的，或另有标准的，则按顾主的要求或指定行业的标准进行检验。 1.3当工厂认为自己的手段和能力难以达到客户的质量要求时，应事先进行协商，经用户同意，也可按协商标准进行质量检验。 1.4本规程引用标准的参考书目： a)GB1298 b)GB1299 c)YB9-68 d)YB27-77 e)《机床零件热处理质量检查规程》1964 f)《机床专业金相检验图谱》 g)JB2046-79 h)JB1255-72 i)JB2849-79 j)北京齿轮厂汽车齿轮氰化金相检验标准（Z80054）1978 k)沪机艺（85）第007号

2、热处理质量检验工作的几点规定 2.1质管部门负责执行质量检验工作，在热处理各车间（工段或小组）设立检验站，进行日常的质量检验工作。 2.2质检工作以专业检验员为主，与生产工人的自检、互检相结合。 2.3在承接业务时，应首先对零件进行外观目测检验，有无裂纹、碰伤、锈蚀斑点。还应调查制件的原材料，预先热处理、铸造工艺是否恰当，制件尺寸及加工余量是否与图纸相符合，有变形要求的要检查来时的原始变形情况，经修复的模具（堆焊、补焊、砂光等）等制件应说明修复情况并检查登记备查。必要时应探伤等。 2.4检验人员应按照图纸技术条件、标准、工艺文件、规定的检验项目与方法等，进行首检、中间抽检、成品检验。应监督工艺过程，及时发现问题，防止产生成批不合格品与废品。 2.5生产工人对成批生产的制件必经首检合格后方可进行生产，生产过程中也应进行中间检验，防止发生问题。当出现异常情况，应及时向检验、当班领导汇报，并采取积极、妥当的措施纠正。 3、检验内容及方法 3.1硬度 3.1.1热处理零件均应根据图纸要求和工艺规定进行硬度检验或抽检。 3.1.2光以标准块校对硬度计，确认后方可进行测试硬度。 3.1.3检验硬度前，应将零件表面清理干净，去除氧化皮，脱碳

金属表面热处理渗碳工艺对比

金属表面热处理渗碳工艺的对比一、热处理发展历史在实用生产技术发展上值得回顾的有：①1890年英国首次公布了制备不可燃气氛发生炉的专利，该气氛用于金属的光亮热处理，德国的A．富利1921年申请了在井式炉中通氨渗氮的专利。②P．P．阿诺索夫在1837年就倡导用气体渗碳法，而经过100年后（1935年）前苏联的利哈乔夫汽车厂才有了第一台用煤油裂解气的罐式连续渗碳炉；直到20世纪50年代才逐步取代了固体渗碳和用氰盐的液体渗碳。③前苏联的G．V．沃罗格金在20世纪40年代逐步把感应加热技术应用到炼钢、锻造加热和表面淬火热处理等领域。④20世纪40年代末出现了用LiCl露点仪的碳势可控渗碳。⑤离子渗氮于20世纪30年代在德国就有了专利，而KlÊ；ckner公司是在20世纪50年代末才开发出商品设备，并推向工业应用。⑥20世纪60年代初瑞士的H．魏斯发明了在井式炉中的CARBOMAAG滴注可控渗碳法。⑦20世纪60年代中期，用吸热式气（载气）、甲烷或丙烷（作富化气）并用CO2红外仪测控炉气碳势的可控渗碳在汽车工业中得到推广。与此同时第一代的冷壁式真空加热油中淬火炉和真空渗碳炉问世。⑧20世纪50年代开发，60年代推广的被称作Tenifer或Tufftride商品名称的盐浴氮碳共渗，使渗氮周期由数十小时缩短到1h～2h，可明显提高传动件的抗疲劳、耐磨性和抗咬合能力；由于处理温度低（＜580℃），工件畸变小，其缺点是所用氰盐剧毒、废盐废水需妥善处理。⑨为避免使用剧毒的氰盐，20世纪60年代后期开发出了NH3＋吸热式气（Nikotrier）和NH3＋CO2（Nitroc）在570℃的井式或箱式炉中施行的气体氮碳共渗法，随后在汽车曲轴、低载齿轮等零件上获得广泛应用。⑩20世纪50年代高分子聚合物溶液开始用做淬火剂。最早使用的此类聚合物是聚乙烯醇（PVA），以0.1%～0.3%的浓度用做感应加热件的喷冷淬火，其冷却能力介于水油之间，不易燃、无污染。20世纪60年代美国联碳公司推出UCON（PAG）系列合成淬火剂，可代替油用于铁和非铁合金的淬火及固溶处理的冷却。随后又有一系列其它类别的合成淬火剂商品问世。⑾高、中、工频以及超音频和超高频、超高频脉冲感应加热表面热处理工艺广泛应用。各种静态固体电路高频、大功率电源相继问世，全自动程控多工位淬火机床和自动装卸料机械手或机器人获得工业应用。?⑿20世纪80年代氧探头逐步代替红外仪用于炉气碳势控制的传感器和计算机仿真自适应控制、无损检测技术、机器人装卸结合，使大批量生产的汽车零件的渗碳、淬火、清洗、回火、质检全过程实现自动化和无人作业。?⒀20世纪90年代，欧洲IpsenInternational、ALD和ECM等公司相继推出低压渗碳、低压离子渗碳和高压气淬的周期炉和半连续生产线，为提高效率、改善质量、减少畸变和保护环境作出了贡献，为汽车工业热处理未来提供了前景。近20年来，热处理新技术的大量涌现，为机器制造业的发展、机械产品质量的提高、热处理企业的技术改造积累了大量的技术储备，为热处理生产技术的进步提供了广阔前景。二、氨气的作用：提高淬透性渗碳淬火后的齿轮零件正常的组织应该是马氏体与残余奥氏体，但在实际生产中经常发现在渗碳淬火件的表层出现连续、断续的黑色组织或沿晶界分布的黑色氧化物。普遍的理论认为是由于内氧化使合金元素贫化、淬透性下降导致形成屈氏体类组织，这类组织就被称为非马氏体组织。非马氏体组织深度如果超标严重，反映在力学性能上就是出现零件表面硬度低头的现象，影响硬度梯度。在实际使用中会降低齿轮的耐磨性和疲劳寿命，危害比较严重。尽可能选择含Cr、Mo、V、Mn和Ni等高淬透性的低碳合金钢作为齿轮原材料。对渗碳后的零件采取剧烈的冷却方式(比如强力搅拌)可以有效地减少非马氏体组织，但前提是不能使零件

热处理检验方法和规范

热处理检验方法和规范编制：审核：批准：生效日期：受控标识处：分发号：

前言金属零件的内在质量主要取决于材料和热处理。因热处理为特种工艺所赋予产品的质量特性往往又室补直观的内在质量，属于“内科”范畴，往往需要通过特殊的仪器（如：各种硬度计、金相显微镜、各种力学性能机）进行检测。在GB/T19000 idt ISO9000系列标准中，要求对机械产品零部件在整个热处理过程中一切影响因素实施全面控制，反映原材料及热处理过程控制，质量检验及热处理作业条件（包括生产与检验设备、技术、管理、操作人员素质及管理水平）等各方面均要求控制，才能确保热处理质量。为此，为了提高我公司热处理产品质量，遵循热处理相关标准，按零件图纸要求严格执行，特制定本规范一、使用范围本规范适用于零件加工部所有热处理加工零件。二、硬度检验通常是根据金属零件工作时所承受的载荷，计算出金属零件上的应力分布，考虑安全系数，提出对材料的强度要求，以强度要求，以强度与硬度的对应关系，确定零件热处理后应具有大硬度值。为此，硬度时金属零件热处理最重要的质量检验指标，不少零件还时唯一的技术要求。 1、常用硬度检验方法的标准如下： GB230 金属洛氏硬度试验方法 GB231 金属布氏硬度试验方法 GB1818 金属表面洛氏硬度试验方法 GB4340 金属维氏硬度试验方法 GB4342 金属显微维氏硬度试验方法 GB5030 金属小负荷维氏试验方法 2、待检件选取与检验原则如下：为保证零件热处理后达到其图纸技术（或工艺）要求，待检件选取应有代表性，通常从热处理后的零件中选取，能反映零件的工作部位或零件的工作部位硬度的其他部位，对每一个待检件的正时试验点数一般应不少于3个点。通常连续式加热炉（如网带炉）:应在连续生产的网带淬火入回火炉前、回火后入料框前的网带上抽检3－5件/时。且及时作检验记录。同时，若发现硬度超差，应及时作检验记录。同时，若发现硬度越差，应及时进行工艺参数调整，且将前1小时段的零件进行隔离处理(如返工、检)。通常期式加炉（如井式炉、箱式炉）：应在淬火后、回火后均从料框的上、中、下部位抽检6－9件/炉，且及时作检验记录。同时，若发现硬度超差，应及时进行工艺参数调整，且将该炉次的零件进行隔离处理（如返工、逐检）。通常感应淬火工艺及感应器与零件间隙精度调整，经首件（或批）感应淬火合格后方可生产，且及时作检验记录。 3、硬度测量方法： 3.1各种硬度测量的试验条件，见下表1：

金属材料渗碳淬火工艺综述

金属材料渗碳淬火工艺综述摘要：渗碳与淬火在金属材料热处理中占有很重要的地位，渗碳是目前机械制造工业中应用最广泛的一种化学热处理方法，能提高材料的耐磨性和疲劳强度；淬火是热处理工艺中最重要，也用途最广泛的工序，能显著提高金属材料的强度和硬度。关键词：渗碳，淬火，耐磨性，强度，硬度 1、渗碳工艺 1.1、渗碳原理将低碳钢件放入渗碳介质中，在850～950℃加热保温，使活性碳原子渗入钢件表面并获得高渗碳层的工艺方法叫做渗碳。齿轮、凸轮、轴类等许多重要机械零件还有模具经过渗碳及随后的淬火并低温回火后，可以获得很高的表面硬度、耐磨性以及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度，而心部仍保持低碳，具有良好的塑性和韧性，因此处理后的材料既能承受磨损和较高的表面接触应力及冲击负荷的作用。渗碳属于化学热处理，过程由分解、吸附和扩散三个基本过程组成，发生的化学反应如下： 2CO→［C］＋CO2 Fe＋［C］→FeC CH4→［C］＋2H2 1.2、渗碳分类根据渗碳剂的不同，渗碳方法有固体渗碳、气体渗碳和离子渗碳。常用的是前两种，尤其是气体渗碳应用最为广泛。固体渗碳是将低碳件放入装满固体渗碳剂的渗碳箱中，密封后送入炉中加热至渗碳温度保温，以便活性碳原子渗入工件表层。固体渗碳剂由一定颗粒度的木炭加碳酸盐混合而成。渗碳温度一般为900～930℃，渗碳保温时间视层深要求确定，一般需要十几个小时。固体渗碳加热时间长，生产效率低，劳动条件差，渗碳深度及质量不易控制。气体渗碳是把零件放入含有气体渗碳介质的密封高温炉中进行碳的渗入过程的渗碳方法。这种渗碳方法通常是将煤油或丙酮等液态碳氢化合物直接滴入高温渗碳炉中，使其热裂分解为活性碳原子并渗入零件表面。气体渗碳温度一般为920～950℃。气体渗碳工艺过程通常可划分为升温排气、渗碳(包括强渗和扩散)、降温冷却三个阶段，如图1所示：

渗碳淬火质量验收规范

精密机械有限公司企业标准 YQB/4003-2016 渗碳淬火质量验收规范发布时间：2016年 3 月 22 日实施时间：2016年 3 月 22 日精密机械有限公司发布

渗淬零部件表面硬度、心部硬度、硬化层深、金相组织、表面质量、脱碳层深等；渗淬件表面质量的检验 1）为得到较为准确的检测结果，零件的检测部位均应进行表面打磨、去掉氧化皮等杂质（成品件或不允许表面打磨的零件检测时，先不进行表面打磨直接在零件不影响外观表面检测。若检测结果不合格时，则须进行破坏性打磨检测，若打磨后检测合格，则判定合格）； 2）每一零件原则上应至少检测三次，取其平均值作为评价结果。（第一针为测试针，零件较小或无法取多点除外）； 3）当热处理零件表面产生脱碳现象时，须将零件表面磨深~2mm后再进行检测； 4）渗淬件不允许外观有任何磕碰、锈蚀、尤其是齿面不得磕碰、缺肉；硬化层深度检验金相法测量硬化层深度金相检验层深法是指从边界观察其金相直至金相过渡区为界限，使用此种方法检验可以借助金相显微镜，钢件可以借助4%硝酸酒精腐蚀法； 1）显微镜放大倍数为100倍（用带刻度10倍的目镜与10倍的物镜），每小格的尺度为； 2）低碳钢淬火试样要进行正火，磨抛后用4%硝酸酒精浸蚀。渗层总层深=过共析+共析+亚共析的1/2处； 3）低碳合金钢淬火试样要进行等温退火（或渗碳后缓冷试样），磨抛后用4%硝酸酒精浸蚀；

渗碳淬火质量缺陷分析

齿轮渗碳后淬火的质量分析摘要：通过对齿轮渗碳淬火后出现质量问题的分析和处理，论述了齿轮淬火产生缺陷的原因，提出了控制淬火过程和合理选用淬火介质应该注意的一些问题。 1 齿轮渗碳淬火常见质量问题（1）淬火后硬度不足、硬度分布不均匀、硬化深度不够；（2）淬火后心部硬度过高；（3）淬火变形超差；（4）淬火开裂；（5）油淬后表面光亮度不够。这类质量问题的出现往往与齿轮的材质、前处理、淬火加热、渗碳碳势和淬火冷却有关。在排除材质、前处理和加热渗碳中的问题后，淬火介质及相关技术的作用就特别突出了。近年来国外对淬火冷却问题的研究证明，它是提高热处理质量最值得注意的问题。渗碳齿轮淬火常用油作冷却介质。因此，下面将首先分析齿轮淬火产生质量问题与淬火介质特性和用法的关系，并指出了淬火介质冷却速度的特点。最后介绍了常用淬火介质的特点和选用时的注意事项。 1.1 硬度不足与硬化层深度不够淬火冷却速度偏低是造成齿轮淬火硬度不足、硬度不均和硬化深度不够的原因，冷却偏低又可以分为高温阶段冷速不足、中低温阶段冷速不足以及低温阶段冷速不足等情况。如对于中小齿轮，淬火硬度不足往往是中高温阶段冷速不足所致，而模数大的齿轮要求较深淬硬层时，提高低温冷却速度就非常必要了。对于淬火用油，一般说，油的蒸气膜阶段短、中温冷速快、低温冷却速度快，往往能获得高而且均匀的淬火硬度和足够的淬硬深度。工件装挂方式对淬火冷却效果也有明显影响。要使淬火油流动通畅，并配备和使用好搅拌装置，才能得到更好的冷却效果。提高淬火介质的低温冷却速度，可以增大淬硬层深度。在渗层碳浓度分布相同的情况下，采用低温冷却速度高的淬火油，往往获得更深的淬火硬化层，因此，采用冷却速度快的淬火油，缩短渗碳时间，也能获得要求的淬硬层深度。要求的渗碳淬硬层深度越大，这种方法缩短渗碳时间的效果越明显。 1.2 淬火后心部硬度过高这类问题主要与原材料淬透性、所选淬火油冷速过快或其低温冷却速度过高有关。解决办法之一是更换淬火油。办法之二是加入适当的添加剂来降低淬火油的中低温冷却速度。办法之三是改用淬透性更低的钢种。 1.3 淬火变形问题引起变形的原因主要为冷却速度不足和冷却不均匀，比如，齿轮的内花键孔变形，往往是所选的淬火油高温冷速不足，或者说油的蒸气膜阶段过长的缘故。提高油的高温冷速并提高油在整个冷

热处理--表面淬火技术

我所关注的表面工程领域——表面淬火技术一、表面淬火技术的原理和分类采用特定热源将钢铁材料表面快速加热到Ac3（对亚共析钢）或者Ac1（对过共析钢）之上，然后使其快速冷却并发生马氏体相变，形成表面强化层的工艺过程，就称为表面淬火技术。实际上，不仅仅是钢铁，凡是能通过整体强化的金属材料，原则上都可以进行表面淬火。需要注意的是，表面淬火只对工件的表面或部分表面进行热处理，所以只改变表层的组织，使其表面硬度、耐磨性和疲劳强度均高。而心部或其它部分的组织仍保留原来的低硬度、高塑性和高韧性的性能，这样工件截面上由于组织不同性能也就不同。表面淬火便于实现机械化、自动化，质量稳定，变形小，热处理周期短，费用少，成本低，还可用碳钢代替一些合金钢。对于表面淬火的使用材料，原则上，碳的质量分数在0.35%--1.20%的中、高碳钢及基体相当于中碳钢的普通灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁均可以实现表面淬火，但中碳钢与球墨铸铁是最适宜于表面淬火的材料。根据加热方法不同，表面淬火可分为感应加热（高频、中频、工频）表面淬火、火焰加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束表面淬火、接触电阻加热表面淬火、电解液加热表面淬火等。工业上应用最多的为感应加热、火焰加热、激光加热表面淬火。这里我主要介绍了感应加热、激光加热表面淬火技术，以及感应加热表面淬火国内外的发展现状及趋势。二、感应加热表面淬火感应加热表面淬火法是采用一定方法使工件表面产生一定频率的感应电流，将零件表面迅速加热，然后迅速淬火冷却的一种热处理操作方法。生产中把工件放入由空心铜管绕成的感应线圈中，当感应线圈通以交流电时，便会在工件内部感应产生频率相同、方向相反的感应电流。感应电流在工件内自成回路，故称为“涡流”。涡流在工件截面上的分布是不均匀的，表面电流密度最大，心部电流密度几乎为零，这种现象称为集肤效应。由于钢本身具有电阻，因而集中于工件表面的涡流，几秒种可使工件表面温度升至800～1000℃，而心部温度仍接近室温，在随即喷水（合金钢浸油）快速冷却后，就达到了表面淬火的目的。根据输出加热电流频率的不同可将感应加热表面淬火分为高频感应加热淬

渗碳件质量检查

渗碳件质量检查零件渗碳前的检验： 1．根据GB699-88《优质碳素钢技术条件》和GB3077-88《合金结构钢技术条件》等标准，对零件材质进行分析，发现异常，及时处理并报告 2．零件表面不得有刀迹，尖锐角、氧化、生锈等，表面粗糙度应低于Ra3.2μm 3．零件内部应无偏析、疏松等缺陷，原材料带状组织应≤2~3级，魏氏组织≤1级，晶粒度≥5级渗碳层总深度检验： 1．渗碳层总深度≤0.3mm的渗碳件，按GB9451-88《钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定》的具体规定进行检验，常用显微组织测量法和显微硬度测量法 1）显微组织测量法是零件热处理后导致零件表层和心部显微组织的变化，测定零件总硬化层深度或有效硬化层深度 2）显微硬度测量法是零件经热处理后导致零件表面至心部“维氏显微硬度” 的变化，测定零件总硬化层深度或有效硬化层深度 2．日常生产渗碳层总深度一般用金相法检验，试样应是退火的平衡状态。碳素钢渗碳层总深度为过共析层+共析层+1/2过渡层之间的垂直距离；合金钢渗碳层总深度为过共析层+共析层+全部过渡层（过共析层+共析层应为总渗碳层深的60%~70%）之间的垂直距离 3．渗碳工艺过程中间检验以试样为主，常用断口目测法和磨片蚀显法断口目测法是将渗碳中间试样出炉后淬火打断观察断口，渗碳层为银白色瓷状，未渗碳部分为暗灰色纤维状，交界处的碳质量分数约为0.4%，此处至表面的垂直距离即定为渗碳层下限深度磨片蚀显法是将渗碳中间试样（淬火或正火状态均可）断面磨平用体积分数为4%的硝酸酒精溶液浸蚀几秒钟后，出现黑圈，黑圈厚度即为粗略的渗碳层下限深度 4．同一批零件，渗碳层深度的波动，必须在图样规定的范围内同一零件渗碳层深度的波动范围是图样规定波动范围的1/2 碳深度梯度检验： 1．日常生产检验，可以用碳浓度（质量分数的）梯度和硬度的梯度检验互补，但质量仲裁应以硬度梯度（至心部硬度降）为准 2.常用剥层法，剥层检验交界处的碳的质量分数为0.4%，剥层在表面0.1mm内，碳浓度（质量分数）应达到图样要求，一般以0.8%~1.0%为合格，碳深度梯度过渡过应平缓，不得出现陡坡，浅层渗碳允许表面碳的质量分数低于0.8% 渗碳层淬火前的组织检验： 1．渗碳层淬火前的组织应是珠光体+碳化物+少量铁素体

渗碳淬火热处理工艺

渗碳淬火工艺 1、钢的淬火钢的淬火与回火是热处理工艺中最重要，也是用途最广泛的工序。淬火可以显著提高钢的强度和硬度。为了消除淬火钢的残余应力，得到不同强度，硬度和韧性配合的性能，需要配以不同温度的回火。所以淬火和回火又是不可分割的、紧密衔接在一起的两种热处理工艺。淬火、回火作为各种机器零件及工、模具的最终热处理是赋予钢件最终性能的关键工序，也是钢件热处理强化的重要手段之一。 1.1 淬火的定义和目的把钢加热到奥氏体化温度，保温一定时间，然后以大于临界冷却速度进行冷却，这种热处理操作称为淬火。钢件淬火后获得马氏体或下贝氏体组织。图4为渗碳齿轮20CrNi2Mo材料淬火、回火工艺。温830℃ 度 ℃油冷200℃ 8 空冷时间h 图4 渗碳齿轮20CrNi2Mo材料淬火、回火工艺淬火的目的一般有： 1.1.1 提高工具、渗碳工件和其他高强度耐磨机器零件等的强度、硬度和耐磨性。例如高速工具钢通过淬火回火后，硬度可达63HRC，且具有良好的红硬性。渗碳工件通过淬火回火后，硬度可达58~63HRC。 1.1.2 结构钢通过淬火和高温回火（又称调质）之后获得良好综合力学性能。例如汽车半轴经淬火和高温回火（280~320HB）及外圆中频淬火后，不仅提高了花键耐磨性，而且使汽车半轴承受扭转、弯曲和冲击载荷能力（尤其是疲劳强度和韧性）大为提高。淬火时，最常用的冷却介质是水、盐水、碱水和油等。通常碳素钢用水冷却，水价廉易得，合金钢用油来冷却，但对要求高硬度的轧辊采用盐水或碱水冷却，辊面经淬火后硬度高而均匀，但对操作要求非常严格，否则容易产生开裂。 1.2 钢的淬透性 2.2.1 淬透性的基本概念所谓钢材的淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度大小的能力（即钢材淬透能力），其大小用钢在一定条件下（顶端淬火法）淬火获得的有效淬硬层深度来表示，淬透性是每种钢材所固有的属性，淬硬层愈深，就表明钢的淬透性愈好,例如45、40Cr 、42CrMo钢三种

高频淬火和中频淬火的区别

高频淬火和中频淬火的区别 1、高频淬火淬硬层浅（1.5~2mm）、硬度高、工件不易氧化、变形小、淬火质量好、生产效率高，适用于摩擦条件下工作的零件，如一般较小的齿轮、轴类（所用材料为45号钢、40Cr）； 2、中频淬火淬硬层较深（3~5mm），适用于承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等（所用材料为45号钢、40Cr、9Mn2V和球墨铸铁）。感应加热表面淬火，是利用电磁感应、集肤效应、涡流和电阻热等电磁原理，使工件表层快速加热，并快速冷却的热处理工艺感应加热表面淬火时，将工件放在铜管制成的感应器内，当一定频率的交流电通过感应器时，处于交变磁场中的工件产生感应电流，由于集肤效应和涡流的作用，工件表层的高密度交流电产生的电阻热，迅速加热工件表层，很快达到淬火温度，随即喷水冷却，工件表层被淬硬感应加热时，工件截面上感应电流的分布状态与电流频率有关。电流频率愈高，集肤效应愈强，感应电流集中的表层就愈薄，这样加热层深度与淬硬层深度也就愈薄因此，可通过调节电流频率来获得不同的淬硬层深度。常用感应加热种类及应用见表5-3 感应加热速度极快，只需几秒或十几秒。淬火层马氏体组织细小，机械性能好。工件表面不易氧化脱碳，变形也小，而且淬硬层深度易控

制，质量稳定，操作简单，特别适合大批量生产常用于中碳钢或中碳低合金钢工件，例如45、40Cr、40MnB等。也可用于高碳工具钢或铸铁件，一般零件淬硬层深度约为半径的1／10时，即可得到强度、耐疲劳性和韧性的良好配合。感应加热表面淬火不宜用于形状复杂的工件，因感应器制作困难表5-3 感应加热种类及应用范围感应加热类型常用频率一般淬硬层深度／m m 应用范围高频感应加热 200～1000kHz 0.5～2.5 中小模数齿轮及中小尺寸的轴类零件中频感应加热 2500～8000Hz 2～10 较大尺寸的轴和大中模数齿轮工频感应加热火 50Hz 10～20 较大直径零件穿透加热，大直径零件如轧辊、火车车轮的表面淬超音频感应加热 30～36kHz 淬硬层能沿工件轮廓分中小模数齿轮表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性(即表面淬火)，或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性,及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。

齿轮渗碳淬火工艺培训讲义(1)

齿轮渗碳淬火工艺培训讲义一、齿轮受力状态及失效形式： 1、受力状态：齿面摩擦力、齿面接触应力和齿根弯曲应力。 2、失效形式：齿面剥落：表面网状碳化物和渗碳过渡区拉应力是造成齿面剥落的原因。麻点：齿面金属的塑性变形和齿面的摩擦力导到齿面产生疲劳裂纹，润滑油挤入加速裂纹扩展，由此而产生麻点。断裂：表现为断齿或断轴，原因为齿轮基体强度不夠。二、齿轮渗碳淬火通用技术要求： 1、对原材料的要求要：根据不同使用要求对材料疏松、成份偏析、非金属夹物、带状组织、原始晶粒度和材料淬透性等均有不同级别要求。 2、对预备热处理组织状态和热处理硬度的要求：包括组织状态、基体硬度、晶粒度等。 3、对最终热处理质量的要求：包括渗碳淬火表面硬度、渗碳层深度和渗层金相组织、工件基体组织及硬度、强度等。三、齿轮渗碳淬火工艺规程： 1、渗碳淬火齿轮(低速重载和高速齿轮) 选材： 2、渗碳齿轮工艺流程：锻造---正火---机加工---渗碳淬火---精加工---强力喷丸。

3、齿轮渗碳淬火技术要求： 4、正火热处理：

5、齿轮渗碳工艺：渗碳淬火工艺曲线温度时间 6、使用设备：可控气氛多用炉。 7、装炉工装及装料方式：详见附图。（1）使用工装：工装料架应为抗渗碳、抗热疲劳、高温具有高强度的高Ni-Cr 含量材质的工装。工装结构视工件大小、结构特征而定。工装的结构应保证工件加热、冷却均匀，有利于减小工件淬火变形。（2）、装料方式：一般齿轮类工件垂直挂装，套类齿轮多层碼放。工件间应留有一定间隙，以保证不同工件和相同工件不同部位加热和冷却均匀。滚动件均匀、薄层应平摊于料筛底部，采用多层料筛叠放装料的形式较好。 8、淬火介质及淬火冷却方式：（1）、淬火介质采用德润宝或好富顿淬火油较好。因为这类淬火油蒸气膜持续时间短，蒸气薄且厚度均匀，奥氏体不稳定区冷速较高，有利于避免其产生非马转变；马氏体转变温度下的冷却速度较慢，有利于减小工件淬火应力和淬火变形。（2）、淬火介质的搅拌强度和循环方向：选择强力向下搅拌为宜，但最终应根据工件淬火效果确定。

激光淬火技术

激光淬火技术激光淬火技术，是利用聚焦后的激光束快速加热钢铁材料表面，使其发生相变，形成马氏体淬硬层的过程。激光淬火的功率密度高，冷却速度快，不需要水或油等冷却介质，是清洁、快速的淬火工艺。与感应淬火、火焰淬火、渗碳淬火工艺相比，激光淬火淬硬层均匀，硬度高（一般比感应淬火高1-3HRC），工件变形小，加热层深度和加热轨迹容易控制，易于实现自动化，不需要象感应淬火那样根据不同的零件尺寸设计相应的感应线圈，对大型零件的加工也无须受到渗碳淬火等化学热处理时炉膛尺寸的限制，因此在很多工业领域中正逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺。尤其重要的是激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略，因此特别适合高精度要求的零件表面处理。激光淬硬层的深度依照零件成分、尺寸与形状以及激光工艺参数的不同，一般在0.3~2.0mm范围之间。对大型齿轮的齿面、大型轴类零件的轴颈进行淬火，表面粗糙度基本不变，不需要后续机械加工就可以满足实际工况的需求。激光熔凝淬火技术是利用激光束将基材表面加热到熔化温度以上,由于基材内部导热冷却而使熔化层表面快速冷却并凝固结晶的工艺过程。获得的熔凝淬火组织非常致密，沿深度方向的组织依次为熔化-凝固层、相变硬化层、热影响区和基材。激光熔凝层比激光淬火层的硬化深度更深、硬度要高，耐磨性也更好。该技术的不足之处在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破坏，一般需要后续机械加工才能恢复。为了降低激光熔凝处理后零件表面的粗糙度，减少后续加工量，华中科技大学配制了专门的激光熔凝淬火涂料，可以大幅度降低熔凝层的表面粗糙度。现在进行激光熔凝处理的冶金行业各种材料的轧辊、导卫等工件，其表面粗糙度已经接近激光淬火的水平。激光淬火现已成功地应用到冶金行业、机械行业、石油化工行业中易损件的表面强化，特别是在提高轧辊、导卫、齿轮、剪刃等易损件的使用寿命方面，效果显著，取得了很大的经济效益与社会效益。近年来在模具、齿轮等零部件表面强化方面也得到越来越广泛的应用。 1.1 激光淬火的特点质量优势技术特质适用材料实际应用 1．淬火零件不变形激光淬火的热循环过程快中碳钢大型轴类 2．几乎不破坏表面粗糙度采用防氧化保护薄涂层模具钢各种模具 3．激光淬火不开裂精确定量的数控淬火冷作模具钢模具、刃具 4．对局部、沟、槽淬火定位精确的数控淬火中碳合金钢减振器 5．激光淬火清洁、高效不需要水或油等冷却介质铸铁材料发动机汽缸

齿轮渗碳淬火变形原因及其控制

齿轮及齿圈渗碳淬火变形原因及其控制的措施 1 引言齿轮渗碳淬火的变形直接关系到齿轮质量指标。对于渗碳淬火的齿轮，特别是大型齿轮，其变形量很大，且难以控制。较大的变形不仅会使磨齿加工的磨量增加，成本提高，而且影响齿轮制造精度，降低承载能力，最终寿命也会大大下降。齿轮渗碳淬火热处理变形主要是由于工件在机加工时产生的残余应力，热处理过程中产生的热应力和组织应力以及工件自重变形等共同作用而产生的。影响齿轮渗碳淬火变形的因素很多，包括齿轮的几何形状、原材料及冶金质量、锻造和机加工的残余应力、装料方式和热处理工艺及设备等诸方面。掌握变形规律，减少齿轮渗碳淬火变形，能够提高齿轮的承载能力和使用寿命，对缩短制造周期，降低生产成本也都具有重要意义。 2 齿轮渗碳淬火变形规律对齿轮质量和寿命影响最大的变形来自齿轮外径、公法线长度和螺旋角等。一般说来，变形趋势如下： 2.1 齿轮变形规律：齿轮渗碳淬火后齿顶圆外径呈明显胀大趋势，且上下不均匀呈锥形；径长比越大，外径胀大量越大。碳浓度失控偏高时，齿轮外径呈收缩趋势。 2.2 齿轮轴变形规律：齿顶圆外径呈明显收缩趋势，但一根齿轴的齿宽方向上，中间呈缩小，两端略有胀大。 2.3 齿圈变形规律：大型齿圈经渗碳淬火后，其外径均胀大，齿宽大小不同时，齿宽方向呈锥形或腰鼓形。 3 渗碳淬火变形原因 3.1 渗碳件变形的实质渗碳的低碳钢，原始相结构是由铁素体和少量珠光体组成，铁素体量约占整个体积的80%。当加热至AC1以上温度时，珠光体转变为奥氏体，900℃铁素体全部转变为奥氏体。910—930℃渗碳时，零件表面奥氏体区碳浓度增加至0.75—1.2%，这部分碳浓度高的奥氏体冷至Ar1以下才开始向珠光体、索氏体转变，而心部区的低碳奥氏体在900℃即开始分解为铁素体，冷至550℃左右全部转变完成。心部奥氏体向铁素体转变是比容增大的过程，表层奥氏体冷却时是热收缩量增加的变化过程。在整个冷却过程中，心部铁素体生成时总是受着表层高碳奥氏体区的压应力。此外，齿轮由于模数大、渗层深，渗碳时间较长，由于自重影响，也会增加变形。 3.2 齿轮渗碳淬火变形的原因工件淬火时，淬火应力越大，相变越不均匀，比容差越大，则淬火变形越严重。淬火变形还与钢的屈服强度有关，塑性变形抗力越大，其变形程度就越小。 3.3齿圈变形原因 3.3.1齿圈厚薄的影响，淬火冷却时各部位冷却速度的差别而导致组织转变的不同； 3.3.2因装夹等不当及零件自重导致变形； 3.3.3淬火时产生的应力不平衡是变形的主原因。

感应淬火与渗碳淬火

扭力轴花键感应淬火与渗碳淬火的工艺实践分析感应淬火与渗碳淬火同属表面硬化工艺，早在50年代，兵器部541工厂研究院坦克扭力轴即指出“感应淬火的成本为渗碳淬火的1/3，其后又提出：高频电流淬火工艺具有加热时间短、零件氧化皮少、变形小、工作环境洁净、可以在线生产等一系列优点。” 然而，时至今日，渗碳淬火工艺在中小模数齿轮等领域，仍广泛应用于生产。其原由是渗碳零件表面碳浓度高，耐磨性更优、工夹具简单和中、小零件批量装炉方便等多种因素。感应淬火需要专用的感应器，工装、管理费用等相对高些，一汽研究所下属公司曾对连杆大头内孔渗碳与感应淬火的单件总成本作精细的对比，渗碳件材料加39道工序的加工费为14.73分，而感应淬火件28道工序相对费用为12.73分。单件成本相差2分。感应淬火对复杂形状的工件仿轮廓淬火具有难度，小内孔、不通孔的底面、卡盘爪的阶梯面、活塞的沟槽、曲面件等部位，不如渗碳工艺简便，因此，在选择表面硬化工艺时，应从工装、材料、工序数、产品寿命等作具体分析再确定，不能仅从节能一点来选取。渗碳与感应淬火在工艺与装备研发上，近年来均有很大的进展。感应淬火工艺具有优势的项目可列举如下： 1.深层渗碳方面齿轮的渗碳层深与其模数有关，常选用的层深为（0.15～0.20）m。对中、小模数齿轮，此值在0.2～1.0mm，一般渗碳工艺即可达到，但对大模数齿轮，如m=80的齿轮（见图1）和m=63齿条等，其层深要求常≥4mm，如采用渗碳，则必须深层渗碳，仅渗碳周期即不低于100h，更不论齿条长度几十米对设备装炉的要求了，而感应淬火是单齿扫描淬火，从电源容量与升降机构方面考虑，要简单得多。国外另一实例是冶金设备的内孔，用感应淬火代深层渗碳。 2.畸变小方面渗碳齿轮由于是整体加热，时间长、温度高，所以淬火后畸变大，有些齿轮则需压模淬火才解决问题，因此，它的周期长、耗电大、成本高，感应淬火相对有利，国内已有企业成功地将渗碳内齿圈改为感应淬火用于生产的实例。但迄今也还有料浆泵缸套等零件仍采用渗碳淬火（渗层2.75～3.0mm）。 3.大零件、长零件感应淬火得天独厚当今风电发展迅猛，风电机的迥转支承需要在滚道进行淬火，感应淬火无疑是最佳工艺，机床导轨面、石油管、铁道钢轨等的热处理，均已证明感应淬火具有得天独厚的优势。 4.低淬透性钢感应淬火代渗碳齿轮淬火前苏联发明的低淬透性钢感应淬火，早在该国载货车上及轴承等方面应用，它从限制钢材淬透性方面使齿轮得到仿齿形淬硬层及规定硬度的心部，现在低淬钢的品种还在增加，除58钢以外，又扩大到60ПП、80ПП等牌号，具有较大经济效益。