鑄鋼件的化學熱處理

    化學熱處理過程都可以分成四個基本過程：介質中化學反應，外擴散，相界面化學反應或表面反應，金屬中的擴散。它們彼此相互關聯、相互制約，每個過程都可能成為控制因素。
    1．滲碳(工藝代號：5310)  滲碳是為提高鑄件表面的含碳量并在其中形成一定的碳含量梯度，將鑄件在滲碳介質中加熱、保溫，使碳原子滲人的化學熱處理工藝稱為滲碳。滲碳鋼中碳的質量分數通常為0．1％～0．25％，以保證鑄件心部有足夠的韌性和強度。滲碳質量的技術要求參見表11—5。    ‘
    滲碳方法及應用：
    (1)固體滲碳：將鑄件放在填充粒狀滲碳劑的密封箱中進行的滲碳。適用于單件、小批量生產。固體滲碳劑應具備活性高、強度高、體積收縮小、導熱性好、密度小、灰分和有害雜質低、使用壽命長、經濟性好等特點。固體滲碳劑由供碳劑、催滲劑、填充劑及粘結劑組成。滲碳操作見表ll—6。
    (2)液體滲碳(工藝代號：5311L)：液體滲碳(鹽浴滲碳)是鑄件在含有滲碳劑的溶鹽中進行的滲碳。鹽浴滲碳所用的設備簡單，滲碳速度快，靈活性大，滲碳后便于直接淬火，使用于處理中、小型鑄件。滲碳鹽浴由滲碳劑和中性鹽組成。鹽浴參碳操作條件差，腐蝕較嚴重。操作注意事項見表【1-7】
    (3)氣體滲碳(工藝代號：5311G)：鑄件在含碳氣體氣氛中進行滲碳的工藝。可分為麟蓄氣體滲碳、吸熱式氣體滲碳和氮基氣氛滲碳瀾滲碳生產效率高，操作方便，質量易于控制。蝴于大批量鑄件的生產。氣體滲碳操作要點參見表11-8。 
    此外，還有膏劑滲碳(鑄件表面以-+mH闡涂覆進行的滲碳)和真空滲碳(工藝代號：5311滔在一定的真空條件下進行氣體滲碳的工藝)。璃
    2＆#8226;滲氮(工藝代號：5330)  滲氮是指一定溫度下(一般在Ac＆#8226;溫度下)，在一定介質中使活性氮原子滲入工件表面的化學熱處理工藝。旨在提高鑄件表面硬度、耐磨性、疲勞強度、抗咬合性及抗大氣腐蝕性能。鑄鋼的滲氮通常在480～580。C進行。一般含有鋁、鉻、鈦、鉬和鎢等元素的中低合金鋼、耐蝕不銹鋼和熱模具鋼等鑄鋼件都適合滲氮處理。
    為保證鑄件心部具有必要的力學性能和金相組織，并減少滲氮后產生的變形，需進行滲氮前預處理。一般結構鋼滲氮前采用調質處理，得到均勻細小的回火索氏體組織。對于滲氮處理時容易畸變的鑄件，調質后應進行去應力退火，溫度一般為550～620。C，保溫不能少于3h。不銹鋼和耐熱鋼原料組織中往往晶粒粗大及有帶狀偏析，為了改善組織和提高強度，一般可采用調質處理；奧氏體不銹鋼可以采用固溶處理。工具鋼和模具鋼鑄件一般采用淬火+回火處理。
    常用的滲氮工藝有氣體滲氮(32藝代號：5331G)、液體滲氮(工藝代號：5331L)、氣體氮碳共滲(工藝代號：5440G)和離子滲氮(工藝代號：5337)等。各種滲氮工藝性能對比參見表ii一9。