【正文】 　氧化、脫碳之防止可採用鹽浴爐或可調整的隋性氣爐。熱處理變形的防止，宜使用淬火溫度低，自硬性大，有氣冷程度的淬火鋼。含大量鉻、鎳的合金鋼、高速鋼具有此一空氣中冷卻而硬化的特性，對以加工後再行熱處理的模具、精度、形狀能保持而不致變形，精密度失掉。麻淬火(marquenching)　　如圖4所示，將待處理的材料加熱到淬火溫度後，投入以溫度為Ms點(冷卻時由沃斯田鐵轉變?yōu)槁樘锷㈣F的開始溫度)的熱鹽浴中，待材料的溫度成為均一後，取出氣冷，緩慢引起麻田散鐵變態(tài)、材質變硬，不致發(fā)生淬火應力及罅裂，最後再施行回火處理。麻回火(martempering)　　如圖5所示，將材料加熱到淬火溫度後，投入以溫度為Ms點及Mf點(冷卻時由沃斯田鐵轉變?yōu)槁樘锷㈣F的終了溫度)間的熱鹽浴內淬火(100～200℃)，長時間保存恆溫，直到變態(tài)終了，然後空冷。利用此法淬火者，麻田散鐵自行回火，淬火應力消除，衝擊值得以提高，韌性較回火處理者強。工業(yè)界一般皆不等待到恆溫變態(tài)終了，即行撈出，如圖示，而後段則採氣冷回火?；鼗稹　〈慊疳岬匿撾m然強度大硬度高，但是很脆。假如淬火鋼加熱到A1變態(tài)點以下的適當溫度時，不但可以除去淬火鋼的內部應力，又能調節(jié)硬度得到適當?shù)膹婍g性，這種處理叫回火。依照回火之目的，可分為低溫回火與高溫回火兩種。低溫回火　　適用以淬火硬度需要相當高的情況下，將高碳鋼加熱以溫度約200℃的低溫，目的應以消除淬火所產生的內部應力。殘留的沃斯田鐵組織不易產生變化，可維持相當高的硬度。高溫回火　　適用以構造用鋼，將其加熱在溫度500℃～600℃之間使其組織變?yōu)橛许g性的糙斑鐵。此時可兼顧鋼材的韌度和硬度。　　圖6為含碳量為0．45%的中碳鋼，在不同回火溫度下的機械性質?！　σ允┬幸淮位鼗穑荒艿玫綕M意的機械性質的鋼料如高合金鋼及高速鋼，可施行2～3次的返復回火。表面處理　　表面處理是指以加熱或化學處理的方法，使鋼料表面增加硬度到達某一深度。其方法有滲碳、高週波及火焰淬火、氮化及電鍍。分別敘述如下。滲透淬火　　低碳鋼或表面淬火鋼(低鎳鋼、低鎳鉻鋼等低碳合金鋼)在適當?shù)臐B碳劑中加熱，使表面起滲碳到某一深度，使成高碳的狀態(tài)的表面硬化法。在滲碳劑中以850～900℃加熱8～10小時，則鋼料表面起滲碳約2mm的深度。滲碳完後再施以淬火處理，使?jié)B碳部份硬化。若有不想滲碳的部份，可預先鍍銅以防止。一般滲碳劑可分為固體滲碳、氣體滲碳與液體滲碳等三種。固體滲碳的滲碳劑使用木炭、焦炭等固體。以木炭粉為主，加入20～30%的碳酸鋇、碳酸鈉等促進劑。氣體滲碳的滲碳劑為氣體，主要為一氧化碳或甲烷碳化氫，滲碳濃度容易調節(jié)，可使?jié)B碳均勻。滲碳能力大，不只表面，連心部也可均勻滲碳。液體滲碳的滲碳劑為溶融的氰化物，將鋼加熱到AC1變態(tài)點以上而滲碳。通常薄層硬化是濃度較高的氰化鈉鹽浴中作低溫(850～900℃)處理，而厚層硬化以濃度較低的氰化鈉鹽浴作高溫(900～950℃)的處理。高週波硬化　　藉高週波感應電流將鋼料表面急熱，在到達淬火溫度後，用適當?shù)睦鋮s劑急冷，稱為高週波淬火。主要用以需具強韌及耐磨耗的機械性質的模具零件，如導銷、復歸銷、斜銷等等。含碳量0．4～0．5%的碳鋼，或合金鋼皆適用以本方法。火焰淬火　　以氧氣乙炔火焰將鋼料表面急速加熱到淬火溫度，再以水急速冷卻而使表面硬化。本方法的特色在以只將外周表面淬火硬化，因此淬火應變小，可應用以各種形狀及大小的鋼製品。淬火方法大致分別有兩種。全面同時淬火法　　適用以較小面積的處理。全面同時加熱，然後對此加熱到淬火溫度的面進行冷卻以硬化之。移動淬火法　　大面積不適宜用全面同時淬火法，乃改用順序移動加熱及冷卻的組合吹管，以行加溫冷卻全面積。也可應用以不易全面淬火的模具的局部淬火、零件的磨擦面，可增高耐磨性，延長模具壽命。氮化　　氮化是在氨氣或含氨的媒體中加熱，增加氮含量而將鋼表面硬化的方法。加熱溫度高時，硬度減低，但氮化深度加深。氯化時間取決以所需氮化深度，大約是50小時0．5mm，標準是100小時0．7mm。鍍錫或鍍鎳的部份，可以防止氮化。　　氮化用鋼，其標準成份大約是碳0．35～0．45%、鋁1．0～1．3%、鉻1．3～1．8%、鉬0．5%以下，此時的氮化溫度500～500℃，表面硬度為HRC67～70，為一非常硬的氮化層。　　氮化法依其媒劑可分為氣氮化、液體氮化、軟氮化(低溫鹽浴氮化法)。氣體氮化法　　被處理的料件裝以氮化箱內，放入以爐中，通入氨氣，溫度為500～550℃左右，氮化時間為50～100小時。此種方法為低溫處理，使熱處理變形接近以無。液體氮化法　　液體氮化法與液體滲碳法之不同點，在以本法是在AC1變態(tài)點以下加溫而滲碳法卻在AC1以上，且本法所用之鹽浴含較高的氮量而較少的碳量。將氰化鈉鹽與氰酸鹽和碳酸鹽適當混合，加溫到560℃，將料浸入約2～3小時，即可形成薄層的氮化層，可增耐磨耗性，防止燒焦及耐疲勞性。軟氮化法　　此種方法使用以氰化鉀等的鹽浴槽中，溫度在520～570℃的低溫。其處理與液體滲碳法相同，唯溫度較低，且其硬度約只為氣體滲氮的一半，故稱為軟氮法。氮化時間較氣體氮化法為低，約1～2小時。此種方法處理的低碳鋼、中碳鋼其硬度增加有限，約可達到HRC53～59。但其耐磨耗性與耐疲勞性顯著增加。離子氮化法(IronNite)　　為了改進氣體氮化法(硬氮化)，處理時間長、效率低，最外層的氮化物很脆等缺點。德國的Berkard berghaus發(fā)明離子氮化法。離子氮化法首先企業(yè)化的是西德的Klockner． Ionon． Gmbh。其方法是將待處理的工作裝入電氮化爐內(圖7)，首先將爐內排氣至102～103T後導入N2氣體(或N2+H2混合氣體)，使爐內保持所需要之處理氣壓(通常104～10Torr)。以爐本體作正極，處理工作作負極，將兩極間施加500V～1000V的直流電壓，爐氣便因輝光放電而電離化(即氣體被離子化而成正離子向負極的處理工作表面衝擊)，處理工作表面受到加熱，同時氮化也因此而進行?！　√幚頊囟扰c一般的氮化溫度一樣，通常在480℃～570℃的溫度範圍內。溫度的控制係以輻射高溫計測定溫度而以電流值控制之，表面氮氣濃度可改變爐內充填的混合氣體(N2+H2)的分壓比而調整之。參圖8離子氮化之處理循環(huán)?！　】芍不姆磻绦?，是由以在正負兩極間的高電壓，會使氮氣爐產生輝光放電，在電離氣中生成之氮離子便向工作表面快速衝撞，動能轉變成熱能，造成溫度上升。這時由以對氮離子的衝擊及飛濺(spattering)，所產生的排斥作用，F(xiàn)e、C、O等元素由工作表面被打出來，飛散出來的Fe在放電的電離子中與N離子結合而形成FeN的氮化鐵。FeN的氮化鐵由以附著作用而附著以表面上，N便向最外層擴散侵入。即最外層的化合物層由以擴散順序發(fā)生FeN→Fe2N→Fe3N→Fe4N等組織變化而產生氮化作用。最外層由離子衝擊作用Fe不斷地飛散出來繼續(xù)形成氮化物，成為氮氣供應的輸送源而促進氮化的進行。　　離子氮化的特點為處理溫度低，處理的工件變形小又無公害問題，為最新最進步的表面硬化法。其可處理的材料除了碳鋼、模具鋼、工具鋼、氮化鋼、合金鋼、高速鋼外，過去認為難以處理的不銹鋼、鈦、鈷等利用本法已能實施良好的表面硬化。參圖10可知經過I．N．處理的材料，可得到極高的表面硬度，並可獲致極優(yōu)良的耐磨耗性、耐疲勞性、耐蝕性及耐剝離性。電鍍電鍍是在模具表面被覆其他金屬，以增加表面光度、提高表面硬度，增強耐蝕性的表面處理，以下分述之。鍍硬鉻　　將模具欲鍍的部份浸入以無水鉻酸為主的電解液中，通以電流，鉻析出而附著以模具表面。鍍層比普通鍍層厚，約0．01～0．02mm，硬度HRC67～70。使用本處理增進下列優(yōu)點：罅脫模良好，鍍硬鉻表面光滑如鏡，脫模非常順利。舐鍍層表面硬，耐磨耗性佳，不易刮傷，硬度高達HRC67～70。竺對鹽酸、稀硫酸以外的化學品有良好的耐蝕性。竽鍍鉻面有精美的光輝，模具凹穴經此處理，所射出的成品也能具備精美的光澤，提升產品價值。無電解鍍鎳　　此法不經電解作用，不像上法，乃純粹的化學方法施行鍍著。鍍著經由附著以模具上的觸媒劑的作用，使鎳被還原，而形成表面鍍著層。此種鍍著的特性為：罅不致發(fā)生電鍍的鍍層厚度差，為一較均勻的鍍著法。舐表面不生針孔，光滑而硬。鍍層硬度HRC49，經熱處理更可提高HRC64～67。竺密著性良好，不易剝離。竽耐蝕性良好。 11 / 11