【文章內容簡介】 應按照工件的幾何形狀，作規(guī)則運動。靜止的冷 卻介質加上靜止的工件，導致硬度不均勻，應力不均勻而使工件變形大，甚至開裂。 （ 4） 回火溫度的確定：根據零件要求，調質后的硬度為 235265HBS, 選擇回火溫度為（ 570177。 10）℃。 （ 5） 回火時間的確定：回火時間一般從工件入爐后爐溫升至回火溫度時開始計算，一般為 13h，在實踐中常用工件的有效厚度估算，表 5是單個工件的保溫時間表，多個工件堆積可適當延長保溫時間。由于工件的有效厚度是 50mm，二十個工件同時加熱，我選擇保溫時間為 1～ 2h。 有效厚度 /mm 25 2550 5075 75100 100125 125150 保溫時間/min 鹽爐 2030 3045 4560 7590 90120 120150 空氣爐 4060 7090 100120 150180 180210 210240 氮碳共滲化學處理工藝的制定 表面處理工藝的選擇 提動閥座 零件工作環(huán)境要求零件應具有的性能為：表面硬度高，耐磨性好，表 5 中、高溫回火保溫時間參數表 [2] 疲勞性能優(yōu)良。金屬表面化學熱處理是利用元素的擴散性能，使合金元素滲入金屬表層的一種熱處理技術。基本工藝過程： ①將工件置于含有滲入元素的活性介質中加 熱到一定溫度，使活性介質通過分解并釋放出欲滲入元素的活性原子； ②活性原子被工件吸附并溶入表面； ③溶入表面的原子向金屬表層擴散滲入形成一定厚度的擴散層，從而改變工件表層的成分、組織和性能。 滲氮工藝特點：可以使金屬表面硬度達到 950～ 1200HV，使工件具有極高的耐磨性；可以使表面產生很大的殘余壓應力，從而提高疲勞強度；此外還可以提高工件的耐蝕性能。滲氮能形成優(yōu)越性能的滲氮層，但由于工藝時間較長（氮化物形成溫度低，擴散較慢，工藝時間較長，如獲得 的滲氮層，約需要 40～50h），使得生產率太低，成本 高，應盡量少用。 滲碳工藝特點：滲碳也可以使工件表面獲得高硬度、耐磨性、耐侵蝕磨損性及接觸疲勞強度等，但其也存在許多不足：①工藝過程繁瑣，滲碳后還要進行淬火加回火處理，工件變形大，一般不用于高幾何尺寸精度要求的零件的處理；②與高頻淬火相比，生產成本高；滲碳層硬度和耐磨性不如滲氮層好。 碳氮共滲工藝特點：碳氮共滲是在滲碳和滲氮工藝基礎上發(fā)展起來的，其具有前者的優(yōu)點，同時還具有自己的特點：①與滲碳相比，處理溫度低，晶粒不易長大，變形開裂傾向小，能源消耗低；②與滲氮相比，工藝周期大大縮短，對材料適用范圍廣。但也有其不足，滲后需進行滲后處理，滲后直接淬火或滲后淬火加回火，雖然變形小，但也要產生變形。 氮碳共滲的工藝特點：熱處理溫度低，一般在 500～ 600℃，過程以滲氮為主，滲碳為輔，滲碳量很小。其有很多優(yōu)點，應用范圍較廣：①氮碳共滲層有優(yōu)良的性能，滲層硬度高，脆性低，有優(yōu)良的耐磨性、耐疲勞性能、 抗咬合性、熱穩(wěn)定性和抗腐蝕性；②工藝溫度低，且不淬火，工件變形??；③處理時間短，經濟性好；設備簡單，工藝易掌握。適用于滲層淺且不承受重載的零件。 通過比較以上四種工藝的特點，結合 提動閥座 性能要求，經濟性，我們選用氮碳共滲工藝。 氮碳共滲工藝規(guī)范的確定 氮碳共滲方式的確定 因為這里需要在較低溫度下進行共滲，所以我們需要在固體滲氮、液體滲氮及氣體滲氮中選擇。鹽浴氮碳共滲是最早采用的氮碳共滲方式，按鹽浴中 CN含量可將氮碳共滲分為低氰、中氰和高氰型。由于環(huán)保的原因，中、高氰鹽浴已經逐漸被淘汰。低氰鹽浴與氧化配合，排放的廢氣、廢水、廢鹽中 CN量應符合國家規(guī)定標準。根據工件的尺寸要求與性能要求，可選擇鹽浴氮碳共滲方式進行處理。相比氣體氮碳共滲與固體氮碳共滲，鹽浴氮碳共滲具有提高耐磨性、抗疲勞性和耐蝕性等優(yōu)點，而且經過鹽浴氮碳共滲后，工件尺寸及精度變化極小，對工件的安裝、使用等影響甚微。因此選擇鹽浴氮碳共滲方式處理。由于尿素型原料無毒，液體流動性能很好，滲入速度快，低成本等優(yōu)點，鹽浴類型可選尿素型。鹽浴質量百分比為：尿素︰碳酸鈉︰氯化鉀＝ 3︰ 2︰ 2，使用溫度為 550℃～580℃。但在共滲 之前還需進行以下操作：（ 1）表面處理：清理表面，徹底去除表面油污及鐵銹；（ 2）預熱：進行氮碳共滲前將工件在電爐中預熱至 400℃～500℃，以防止工件放入坩堝中使鹽浴溫度降低過多。 氮碳共滲溫度的確定 氮碳共滲溫度的選擇要考慮到滲層形成質量，同時考慮滲速，一般選在 FeN共析溫度附近，多數鋼的共滲溫度在 560～ 580℃，同時溫度應低于調質回火溫度以不降低基體的強度，碳鋼、低合金鋼和鑄鐵一般選擇為（ 570177。 10）℃，在此溫度下可獲得足夠厚的化合物層和較高的硬度。 氮碳共滲時間 的確定 如圖 6所示化合物層厚度，滲層硬度在 0～ 4h 內增加很快，隨后隨時間延長變化變得緩慢，在 2～ 3 小時之間達到最大值，過長時間則硬度下降。 氮碳共滲冷卻方式的確定 共滲溫度高于共析溫度 565℃，共滲組織會有 ε 、 r相共存，緩慢冷卻時發(fā)生 轉變，硬度下降，當快冷時 ε 相析出 r，同時共析反應受阻生成馬氏體，使硬度提高，所以液體氮碳共滲后一般采用快冷，鑄鐵采用先空冷以使組織均勻，后用水快冷以析出馬氏體。 圖 6軟氮化時間對硬度與深度的影響 [6] 氮碳共滲工藝參數的確定 綜上所述， 氮碳共滲處理工藝可制定為：裝爐前應先對工件表面進行清理，去除油污及鐵銹。裝爐后先預熱至 400℃～ 500℃，再加熱至 570℃并保溫，在尿素型鹽浴中進行氮碳共滲。氮碳共滲過程應進行約 3h，共滲后先在空氣中預冷至 350℃附近，然后水冷。 7 熱處理的組織性能分析 去應力退火一般 在 Ac1 以下進行，組織并未發(fā)生變化， 原始組織， 在緩慢冷卻的過程中，工件各部分均勻冷卻和收縮，消除了 鑄造和機加工 的殘余內應力，并使其穩(wěn)定化， 避免在使用或隨后的加工過程中產生變形或開裂 ，為后續(xù)加工做好準備。 氮碳共滲，又稱軟氮化或低溫碳氮共 滲 ,即在鐵 氮共析轉變溫度以下，在工件表面同時滲入氮、碳元素，且使工件表面在主要滲入氮的同時也滲