渗碳是一种热处理工艺，可增加低碳钢零件表层的碳含量，从而提高其硬度、耐磨性和疲劳强度。该工艺包括在富碳环境中加热金属，通常是在熔炉中加热，然后淬火以凝固新结构。
工艺概述：
- 在熔炉中加热： 将金属零件放入熔炉中，加热到特定温度，通常在 1200F 至 1600F 之间。在真空渗碳的情况下，首先要抽空炉内的空气，形成真空环境。
- 引入碳： 在传统渗碳过程中，炉内会引入丙烷等富碳气体。在真空渗碳中，丙烷气体被释放到真空炉中。热量使丙烷分解成碳、碳氢化合物和氢。碳随后扩散到金属表面。
- 碳的扩散： 气体环境中的碳扩散到金属表面，增加其碳含量。这一过程是由金属表面高碳含量和核心低碳含量之间的浓度梯度驱动的。
- 淬火： 在充分扩散后，通常在油中对部件进行淬火，以快速冷却金属并锁定硬化结构。这一步骤对于达到所需的硬度和耐磨性至关重要。
- 后处理： 零件可能还要经过空气回火等其他处理，以消除应力并提高韧性。
优点和应用：
- 渗碳深度： 真空渗碳可以获得更深的渗碳层，最深可达 7 毫米，而传统方法通常只能达到约 3.5 毫米。更深的渗碳层可增强耐久性和抗磨损和抗疲劳性。
- 再渗碳： 这种工艺可以有效地对在热处理、锻造或烧结等先前处理中经历过脱碳的零件进行再渗碳。这对模具钢和高速钢等材料尤其有用。
- 不锈钢处理： 渗碳还可用于不锈钢，在不影响其耐腐蚀性的情况下提高其表面硬度和整体机械性能。
材料和设备：
- 渗碳处理的常见材料包括低碳钢，如钢 12L14、钢 1018 和钢 8620。
- 设备通常包括内热式炉、油淬系统和空气回火装置。
结论
渗碳是提高低碳钢零件表面性能的一种通用而有效的方法，使其适用于要求高耐磨性和耐用性的应用。真空渗碳技术的发展进一步提高了渗碳过程的效率和深度，与传统方法相比具有显著优势。
