铸钢件的化学热处理

    化学热处理过程都可以分成四个基本过程：介质中化学反应，外扩散，相界面化学反应或表面反应，金属中的扩散。它们彼此相互关联、相互制约，每个过程都可能成为控制因素。
    1．渗碳(工艺代号：5310)  渗碳是为提高铸件表面的含碳量并在其中形成一定的碳含量梯度，将铸件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗人的化学热处理工艺称为渗碳。渗碳钢中碳的质量分数通常为0．1％～0．25％，以保证铸件心部有足够的韧性和强度。渗碳质量的技术要求参见表11—5。    ‘
    渗碳方法及应用：
    (1)固体渗碳：将铸件放在填充粒状渗碳剂的密封箱中进行的渗碳。适用于单件、小批量生产。固体渗碳剂应具备活性高、强度高、体积收缩小、导热性好、密度小、灰分和有害杂质低、使用寿命长、经济性好等特点。固体渗碳剂由供碳剂、催渗剂、填充剂及粘结剂组成。渗碳操作见表ll—6。
    (2)液体渗碳(工艺代号：5311L)：液体渗碳(盐浴渗碳)是铸件在含有渗碳剂的溶盐中进行的渗碳。盐浴渗碳所用的设备简单，渗碳速度快，灵活性大，渗碳后便于直接淬火，使用于处理中、小型铸件。渗碳盐浴由渗碳剂和中性盐组成。盐浴参碳操作条件差，腐蚀较严重。操作注意事项见表【1-7】
    (3)气体渗碳(工艺代号：5311G)：铸件在含碳气体气氛中进行渗碳的工艺。可分为麟蓄气体渗碳、吸热式气体渗碳和氮基气氛渗碳澜渗碳生产效率高，操作方便，质量易于控制。蝴于大批量铸件的生产。气体渗碳操作要点参见表11-8。 
    此外，还有膏剂渗碳(铸件表面以-+mH阐涂覆进行的渗碳)和真空渗碳(工艺代号：5311滔在一定的真空条件下进行气体渗碳的工艺)。璃
    2＆#8226;渗氮(工艺代号：5330)  渗氮是指一定温度下(一般在Ac＆#8226;温度下)，在一定介质中使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺。旨在提高铸件表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性及抗大气腐蚀性能。铸钢的渗氮通常在480～580。C进行。一般含有铝、铬、钛、钼和钨等元素的中低合金钢、耐蚀不锈钢和热模具钢等铸钢件都适合渗氮处理。
    为保证铸件心部具有必要的力学性能和金相组织，并减少渗氮后产生的变形，需进行渗氮前预处理。一般结构钢渗氮前采用调质处理，得到均匀细小的回火索氏体组织。对于渗氮处理时容易畸变的铸件，调质后应进行去应力退火，温度一般为550～620。C，保温不能少于3h。不锈钢和耐热钢原料组织中往往晶粒粗大及有带状偏析，为了改善组织和提高强度，一般可采用调质处理；奥氏体不锈钢可以采用固溶处理。工具钢和模具钢铸件一般采用淬火+回火处理。
    常用的渗氮工艺有气体渗氮(32艺代号：5331G)、液体渗氮(工艺代号：5331L)、气体氮碳共渗(工艺代号：5440G)和离子渗氮(工艺代号：5337)等。各种渗氮工艺性能对比参见表ii一9。