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螺栓化学热处理工艺

时间:2012/12/20 来源:http://www.jzkls.com
    渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。螺栓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,螺栓表面产生压缩内应力,对提高螺栓的疲劳强度有利。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。
    固体渗碳 把零件埋在装满固体渗碳剂(主要成分是木炭,并有碳酸钠、碳酸钡等作催渗剂)的容器中加热,在高温下通过碳与催渗剂的化学反应分解出活性碳原子,渗入零件表面。固体渗碳可以在各种加热炉中进行,简单易行,但质量不易控制,周期长,劳动条件差。
    液体渗碳 把零件浸入熔融盐浴中进行。盐浴的主要成分有氰化钠、氯化钠、碳酸钠和氯化钡等。各种盐的成分可通过不同温度加以调节。一般薄层渗碳多采用低温(850~900℃)、低浓度氰化物盐浴(也称液体氰化或液体碳氮共渗)。深层渗碳多采用较高温度(900~950℃),氰化物含量为6~16%。另一种是无氰液体渗碳,主要盐浴成分是氯化钠、氯化钾和碳酸钠,加上经过加工制作的渗碳剂:炭粉、碳化硅和尿素。
    开炉前的准备:
    (1)渗碳螺栓表面不应有锈蚀、污垢、裂纹及伤痕等缺陷。
    (2)螺栓表面不需渗碳部分可采用表面镀铜或涂防渗碳涂料防止渗碳,也可在渗碳后,对不需要渗碳的部分切削去渗碳层。镀铜层的厚度一般应大于0.03mm;防渗碳涂料的厚度一般应大于0.3mm,要求涂层致密。
    (3)采用滴注式渗碳时,渗碳剂一般是甲醇(形成载气);煤油或丙酮、醋酸乙酯(形成富化气),有条件时也可以采用其他方式的可控气氛渗碳。为取得高质量渗碳,减少碳黑,较好选用航空煤油滴注。
    (4)准备好试样和中间试样。试样宜取自同批零件,试样表面不允许有锈蚀、油污。中间试样一般为Φ10mm×10钢试棒。
    渗碳操作:
    ①开炉前检查设备(参照井式气体渗碳炉操作规程)
    ②根据停炉时间和炉罐情况,按工艺文件规定,进行炉罐渗碳。炉罐渗碳时间,对于新炉罐一般为6-12h,对于旧炉罐一般为2-4h左右。
    ③装炉:
    a.将材质相同、渗碳层技术要求相同、渗碳后热处理方式相同的螺栓,放在同一炉生产。试样放在料筐的有代表性的位置。每炉装载量和装料高度应小于设备规定的较大装载量和装料高度。
    b.为保证炉内渗碳气氛的循环畅通,使渗碳层均匀,螺栓间应留有纵横大于5mm的间隙。
    c.料筐装入炉内时,要垂直摆放,各层料筐应齐整,不得有间隙,同时悬吊放入中间试样棒。
    d.螺栓入炉后,将炉盖盖紧,不允许有漏气现象,滴入渗碳剂后,应保持炉内压力为196-490Pa。将废气点燃,火苗高度为200-300mm。