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Q295NH耐候钢板渗碳化学热处理方法

2019-10-31 8:33:02字体:
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  2019年10月31日,天气:晴 盛泰小编在10月的最后一天为您分享Q295NH耐候钢板渗碳的含碳量一般在0.10%~0.25%之间,渗碳钢的含碳量一般在0.25%以下,有的含碳量达到0.35%。渗碳零件大多为比较重要的零件,渗碳零件要求在渗碳、淬火和低温回火后心部保持一定的韧性,通常用渗碳钢制造。由于低碳钢强度较低,淬透性差,长时间渗碳后晶粒容易长大,故重要的零件(如汽车、拖拉机齿轮等)都用合金渗碳钢,它们要求力学性能和可靠性较高。

  (1)Q235NH耐候钢板的渗碳方法和特点

  渗碳是机械制造行业应用最广泛的一种化学热处理方法,它是将低碳钢(渗碳钢)在富碳的介质中加热到高温(一般为900~950℃),使活性碳原子渗入钢的表面,以获得高碳的渗层组织,随后经过淬火和低温回火,表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力,而心部仍保持足够的强度和韧性,满足零件的工作需要。

  Q295NH耐候钢的渗碳介质有固体、液体和气体三种,因此渗碳的介质也有区别,但其宗旨是渗碳剂具有以下特点:①渗碳能力强,具有足够的活性;②分解后的产气量高,产生的炭黑少;③成分稳定,杂质少,特别是控制含硫量;④原料的来源广,成本低;⑤产生的废气少,对环境及人身没有危害。

  ①固体渗碳 固体渗碳就是将零件埋入装有渗碳剂的渗箱内,均匀摆放零件之间塞有渗碳剂,箱盖用耐火泥密封,然后放置于热处理炉中加热,首先炉温升到奥氏体状态800~850℃,保温一段时间后,再继续加热到900~950℃,保温一定时间获得要求的渗层后,取出零件淬火或空冷后再重新加热淬火的一种工艺方法。一般而言固体渗碳的零件的质量差、周期长、不适合于批量化作业,因此仅用于单件小批量生产。

  ②液体渗碳 Q295NH耐候钢板的液体渗碳是在熔融的液体渗碳介质中进行的,其一般是由三部分介质组成:①加热介质——不同的渗碳温度可采用不同的配方,除了作加热介质外,有时起到催渗作用;②渗碳介质——提供活性的碳原子,占渗碳液体总量的10%~15%;③催化剂——有助于提高渗碳速度,其占渗碳液体总量的5%~30%。

  液体渗碳虽具有加热均匀、速度快和便于直接淬火的优点,但由于成本过高、有毒、盐浴成分的调整复杂、渗碳后零件表面黏附残盐等清洗困难等,目前基本停止使用,而随后被气体渗碳所替代。

  ③气体渗碳 目前气体渗碳工艺具有工艺成熟简单、设备简单、操作方便、成本低廉、质量稳定、效果明显等特点,一般热处理企业普遍采用气体渗碳工艺,它是在具有增碳气氛的气态活性介质中而进行的渗碳工艺,是目前应用最广泛的渗碳工艺。

  零件的渗碳过程是由排气、渗碳、扩散及降温四个阶段构成的,常用的渗碳剂为煤油,气体渗碳通常是在井式炉气体渗碳炉内进行的,煤油直接滴入。

  根据渗碳过程中的工艺特点,结合零件的具体要求,目前气体渗碳采用变更温度和渗碳剂滴(流)量的工艺,这样可确保渗碳速度、渗碳层的含碳量及组织分布均匀满足性能的要求,20CrMnTi钢制造的变速箱齿轮采用低滴量的气体渗碳工艺,该工艺为一种综合考虑渗碳温度、保温时间和煤油滴量的气体渗碳工艺,实践证明是一个成熟的工艺,既能保证渗碳的渗层厚度,又能发挥其渗碳的作用。

  a.排气期阶段 目的是尽快排出炉内的氧化性气体和使炉温重新升到渗碳温度,到温后要继续排气0.5~1h,使炉内温度均匀一致,炉内氧化脱碳气氛的含量降低到规定的要求。

  b.渗碳阶段 炉温升到工艺温度采用较大的煤油滴量,保证渗碳有高的碳势,强渗时间主要决定于渗层和温度的高低等,通常为3.5~4h。

  c.扩散期阶段 根据工件吸碳与扩散的平衡原则,进入扩散阶段后应减小渗碳剂滴量,通过降低气氛中的碳浓度来使渗碳能力下降,但渗碳仍继续进行,最后得到要求的渗碳层深度。该阶段的时间为渗碳阶段的0.3~1倍。

  d.降温阶段 对于需要直接淬火的零件,可随炉降温到840~860℃,保温0.5h左右后出炉淬火;而需要重新加热淬火的则应出炉缓冷,来减少零件表面的氧化脱碳和防止其变形等。

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