【正文】 加其淬透性。在低溫回火時，從淬火馬氏體內(nèi)部會析出碳化物（Fe2,4C）薄片，馬氏體的過飽和度減小。這和它們的組織形態(tài)有關(guān)，調(diào)質(zhì)得到的是回火索氏體，其滲碳體為粒狀；正火得到的是索氏體+鐵素體，索氏體中的滲碳體為片狀，粒狀滲碳體對阻止斷裂過程的發(fā)展比片狀滲碳體有利。大型模具零件不便回火，可利用火焰局部加熱或自回火?；瘜W熱處理的種類很多，一般以滲入的元素來命名根據(jù)滲入的元素不同，模具的化學熱處理可分為滲碳，滲氮，碳氮共滲，滲硫，硫氮共滲，滲硼，碳氮硼三元素共滲，硫氮氮三元素共滲，滲金屬（滲鋁，滲絡(luò)，滲釩，滲鋅或多元素金屬共滲）等。516 井式氣體滲碳工藝（1） 排氣。2）氣體滲碳操作要點為了保證滲碳質(zhì)量，模具零件在進入滲碳爐前應(yīng)清除表面污垢、鐵銹及油脂等。滲碳后可采用不同的熱處理方法：直接淬火、一次淬火、二次淬火等。由于滲碳前是在真空狀態(tài)下加熱，模具鋼的表面很干凈，非常有利于碳原子的吸附和擴散。滲碳方法分為氣體滲氮、液體滲氮、固體滲氮、離子滲氮等。為使工件心部具有必要的性能，消除加工應(yīng)力，減小滲氮過程的變形，以及為獲得最好的滲氮層性能作組織準備，模具在滲氮前一般都需要進行預(yù)備熱處理，即進行調(diào)質(zhì)處理，以獲得回火索氏體組織。滲氮時間取決于所要求的滲氮深度及滲氮溫度。加熱電壓為550750V，保溫階段電壓適當比加熱電壓略低，通常為550650V，形狀簡單去650V，形狀復(fù)雜去550V；（5） 滲氮溫度。生產(chǎn)中最常用的方法是在井式氣體滲碳爐中滴入煤油（或甲苯、丙酮等），使其熱分解出滲碳氣體，同時向爐內(nèi)通入滲氮用得氨氣。(b) Cr12MoV鋼 氮碳共滲不但賦與工件耐磨損、耐疲勞、抗咬合和擦傷的性能，而且處理時間短、溫度低、變形小、不受鋼種限制，適用于碳素鋼、合金鋼、鑄鐵及粉末冶金等材料，可以對模具、量具、刃具以及耐磨零件進行處理，并獲得良好的效果。按所用介質(zhì)的物理狀態(tài)，滲硼可分為固體滲硼（粉末法）、鹽浴滲硼法、膏劑滲硼、氣體滲硼和電解滲硼等。模具滲硼處理的缺點是滲層脆性高，淬火時易產(chǎn)生裂紋。1） 粉末滲鉻法與固體滲碳相似，把工件埋放在裝有滲鉻劑的鐵箱中，經(jīng)嚴格密封后，加熱到滲鉻溫度保溫，使活性鉻原子滲入工件表面。例如：Cr12鋼制作的螺母冷鐓模經(jīng)滲釩后使用壽命提高6倍；GCr15鋼制作的冷擠軸承環(huán)凹模，滲釩后壽命提高8倍。采用TD法獲得碳化物涂層的工藝也有一定的局限性，在應(yīng)用于模具的表面硬化時，要注意以下幾點：（1）處理溫度高，滲層會引起尺寸漲大，對高精度模具應(yīng)采取措施，預(yù)防變形。與其他在表面形成高硬層的工藝相比，TD法設(shè)備簡單，操作方便，生產(chǎn)能力高，成本低，而且還具有以下優(yōu)點：（1） 無論模具形狀如何復(fù)雜，都能形成均勻的碳化物被覆層；（2） 處理后的表面粗糙度與處理前大致相同；（3） 熔鹽的使用壽命長；（4） 碳化物層磨損后可重新處理，不需要清除殘留的碳化物，不影響與基體的結(jié)合力；（5） 母材鋼種較廣，且可通過淬火使基體強化。2. 滲釩滲釩的目的是為了提高工件表面的耐磨性和耐蝕性。例如9CrWMn鋼制鐵殼拉深模（板料為08F），在沒有滲鉻時只能拉深幾百次或1000次就產(chǎn)生拉毛磨損現(xiàn)象，后經(jīng)滲鉻處理，其使用壽命延長到10萬次；某廠對高碳鋼制造的壓彎模、拉深模進行固體包裝滲鉻，其使用壽命超過原來得3倍以上。鋼中含有鉻、錳、釩、鎢等元素，還使?jié)B硼層富硼化合物相對量增多。此工藝在模具上使用后，模具壽命有明顯提高?；钚缘?、碳原子被工件表面吸收，通過擴散滲入工件表層，從而獲得以氮為主的氮碳共滲層。中溫碳氮共滲，其目的與滲碳相似，主要是提高模具零件的表面硬度，與滲碳相比，將使零件具有更好的耐磨性和抗疲勞性能。在一定的真空度下，利用工件（陰極）和陽極間產(chǎn)生的輝光放電現(xiàn)象進行的，所以又叫輝光離子滲氮。根據(jù)經(jīng)驗，滲氮溫度為510℃時，滲層深度≤， 。氨氣在380℃以上就能分解出活性氮原子，活性氮原子被鋼表面吸收，形成固熔體和氮化物，氮原子逐漸向里擴散，從而獲得一定深度的滲氮層。滲氮的目的是提高工作的表面硬度、耐磨性、疲勞性能及耐蝕性能。第一次淬火（或正火）溫度碳鋼為880900℃，合金鋼為850870℃，目的是細化心部組織，并消除表面網(wǎng)狀碳化物。另外對于新滲罐、新的工具或久未用得爐罐應(yīng)預(yù)先滲碳。此時爐氣滲碳能力降低，表層過剩的碳繼續(xù)向內(nèi)部擴散，最后得到要求的深度及合適的碳濃度分布。滲碳主要用于承受大沖擊、高強度、使用硬度為5862HRC的小型模具。在加熱過程中，應(yīng)將工件的位置加以固定，否則會造成電流密度的變化，使淬硬層質(zhì)量惡化。冷作模具鋼均可進行火焰加熱淬火且不導致裂紋。 （3）高溫回火回火溫度為500 ℃650 ℃，得到細粒狀滲碳體和鐵素體的混合組織，稱回火索氏體（圖510）。 淬火鋼一般不直接使用，必須進行回火。亞共析鋼隨碳質(zhì)量分數(shù)減少，臨界冷卻速度增大，淬透性降低。 圖54 試樣尺寸及冷卻方法 圖55 淬透性曲線的測定 根據(jù)GB22563規(guī)定，鋼的淬透性值用J HRC/d表示。其缺點是生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)效率低。 {2}加熱時間的確定 加熱時間包括升溫和保溫兩個階段。（5） 去應(yīng)力退火 為消除鑄造、鍛造、焊接和機加工、冷變形等冷熱加工在工件中造成的殘余內(nèi)應(yīng)力而進行的低溫退火，稱之為應(yīng)力退火。完全退火的目的在于，通過完全重結(jié)晶，使熱加工造成的粗大，不均勻的組織化和細化，以提高性能；或使中碳以上的碳鋼和合金鋼得到接近平衡狀態(tài)的組織，以降低硬度，改善切削加工性能。等溫退火的目的與完全退火相同，但轉(zhuǎn)變較易控制，能獲得均勻的預(yù)期組織；對于奧氏體較穩(wěn)定的合金鋼，?？纱蟠罂s短退火時間。對于普通結(jié)構(gòu)鋼零件，機械性能要求不很高時，可以正火作為最終熱處理。水在生產(chǎn)上主要用于形狀簡單、截面較大的碳鋼零件的淬火。結(jié)果是45鋼試棒表面組織是馬氏體，而心部組織為鐵素體+索氏體。 半馬氏體組織比較容易由顯微鏡或硬度的變化來確定。 d 鋼中未溶第二相 鋼中未溶入奧氏體中的碳化物、氮化物及其他非金屬雜物，可稱為奧氏體分解的非自發(fā)核心，使臨界冷卻速度增大，降低淬透性。部分殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w，但量不多。表53 45鋼（Ф20mmФ40mm）調(diào)質(zhì)和正火后機械性能的比較工藝機械性能組織σb/MPaБAk/KJ2電解液表面加熱淬火電解液的加熱是以直流電為電源在電解液中進行的，適用于表面加熱淬火的電解液很多，一般采用（質(zhì)量分數(shù)為8%10%）Na2CO3水溶液。常用化學熱處理的方法及作用見表54.表54. 常用化學熱處理的方法及作用方法滲入元素作用滲碳C提高模具的耐磨性、硬度及疲勞強度滲氮N提高模具的耐磨性、硬度、疲勞強度及耐蝕性碳氮（氮碳）共滲C、N提高模具的耐磨性、硬度及疲勞強度滲硫S減磨，提高抗咬合性能硫氮共滲S、N減磨，提高抗咬合性能、耐磨性、改善疲勞性硫碳氮共滲S、C、N減磨，提高抗咬合性、耐磨性、改善疲勞性滲鋁Al提高模具抗氧化及抗含硫介質(zhì)腐蝕的能力滲鉻Cr提高模具抗氧化、抗腐蝕能力及耐磨性滲硼B(yǎng)提高模具耐磨性、硬度及抗磨蝕性滲硅Si提高工件抗腐蝕性能滲鋅Zn提高工件抗大氣腐蝕的能力（一）.滲碳滲碳是目前模具表面熱處理中應(yīng)用最廣泛的一種熱處理方法，氣功一特點是降低碳鋼或低糖合金鋼模具在增碳的活性介質(zhì)中加熱到850950攝氏度，保溫一定的時間，是碳原子滲入表面層，隨后淬火并低溫回火是模具表層與心部具有不同的成分，組織或性能。模具零件入爐后必將引起爐溫降低，同時帶入大量空氣。常用熱水或Na2CO3的水溶液作為介質(zhì)。（1） 直接淬火。與氣體滲碳相比，真空滲碳的溫度高，滲碳時間可明顯縮短。常規(guī)氣體滲氮周期長、生產(chǎn)率低、費用高、對材料要求嚴格，因而使其在應(yīng)用上受到一定的限制；液體滲氮溫度低、時間短、模具變形小，但鹽浴或鹽浴反應(yīng)產(chǎn)物有一定毒性，要考慮鹽浴的危害及防止措施。由于熱作模具鋼的滲氮僅是提高表面耐磨性，為了不影響模具的整體性能，滲氮溫度一般不超過調(diào)質(zhì)處理的回火溫度，一般為500570℃.對形狀復(fù)雜的精密模具，在機械加工后進行12次消除應(yīng)力處理，以減少滲氮過程中的變形。由于滲氮是在較低溫度下進行的，滲氮速率很低。一般取450600℃，但即使在400℃以下也能進行滲氮處理；（6） 極間距離。在共滲溫度下，煤氣與氨氣除了單獨進行滲碳和滲氮作用外，它們相互之間還可以發(fā)生化學反應(yīng)產(chǎn)生活性碳、氮原子。氣體軟氮化的工藝參數(shù)是軟氮化溫度和時間以及滲入介質(zhì)的活性和加入量，這些參數(shù)同樣根據(jù)模具的技術(shù)要求來選擇。1. 固體滲硼法（粉末法）把工件埋在含硼的粉末中，并在大氣、真空或保護氣氛條件下加熱至8501050℃，保溫35h。因此，最好是滲硼溫度與淬火溫度相近，滲硼與淬火相結(jié)合進行。常用的滲鉻劑一般包括鉻粉或鉻鐵粉、氧化鋁以及氯化銨等組成。據(jù)報道，硼砂鹽浴滲釩所獲滲層不僅耐磨性好，而且具有較低的摩擦系數(shù)和優(yōu)異的抗粘著性能，因此多用于熱擠壓模。（2）處理前模具必須加工到要求的表面粗糙度，以保證處理后的表面質(zhì)量。經(jīng)熔鹽浸鍍法處理所得到的碳化物層并不降低鋼的韌性，且抗剝落性良好。滲鉻對在熱態(tài)工作或承受強烈磨損的模具有顯著效果，適用于錘鍛模、壓鑄模、塑料模、拉深模等。1. 滲鉻 將鉻滲人工件表面的化學熱處理工藝稱為滲鉻，其目的是提高工件的耐磨性、耐蝕性和抗氧化性。鋼材的化學成分對滲硼厚度有很大的影響，低碳鋼的滲硼速度最快，可通過增加鋼的碳含量或合金元素的含量，使?jié)B硼速度減慢。硫氮共滲是提高模具鋼、高速鋼、結(jié)構(gòu)鋼零件表面耐磨性的一種低溫化學熱處理工藝，低溫硫氮