齒輪加工工藝.doc

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1、三種滲碳工藝!---------想玩滲碳的值得一看!滲碳表面硬化處理法(1)表面工程技術—滲碳表面硬化處理法(1)滲碳硬化乃表面硬化法之一種，屬于化學表面硬化法。滲碳者先于鋼之表面產生初生態(tài)之碳，而后使之滲入鋼之表面層，逐漸擴散入內部。初生態(tài)之碳乃由CO或CH4等氣體分解而得。CO之來源或由含有CO之氣體得之，或由固體滲碳劑之反應而產生于滲碳容器內，或者由含有氰化物之鹽浴得之。初生態(tài)之碳由鋼之表面擴散入內部時，鋼之溫度須增高至沃斯田鐵化溫層范圍內，使初生態(tài)之碳埂于擴散，蓋沃斯田鐵可溶解較多之〞C〞而肥粒鐵則溶解力極小，故滲碳溫度必須

2、在Ac3要以上之溫度。以便滲碳作用得以進行。再配合各種熱處理法，使得鋼之去面生成高碳硬化心部低碳之低硬度層。使處理供具有表面硬而耐磨，心部韌而耐沖擊之性質。一、滲碳處理之種類與特點：（一）滲碳法之種類滲碳法按使用之滲碳劑而可分為如下三大類：（1）固體滲碳法：以木炭為主劑的滲碳法。（2）液體滲碳法：以氰化鈉（NaCN）為主劑之滲碳法。（3）氣體滲碳法：以天然氣、丙烷、丁烷等氣體為主劑的滲碳法。（二）滲碳法之比較（1）固體滲碳法長處：（a）設備費便宜，操作簡單，不需高度技術。（b）加熱用熱源，可用電氣、瓦斯、燃料油。（c）大小工件均適，

3、尤其對大形或需原滲碳層者有利。（d）適合多種少量生產。短處：7（a）滲碳深度及表面碳濃度不易正確調節(jié)，有過剩滲碳的傾向。處理件變形大。（b）滲碳終了時，不易直接淬火，需再加熱。（c）作業(yè)環(huán)境不良，作業(yè)人員多。（2）液體滲碳法長處：（a）適中小量生產。設備費便宜。不需高度技術。（b）容易均熱、急速加熱，可直接淬火。（c）適小件、薄滲碳層處理件。（d）滲碳均勻，表面光輝狀態(tài)。短處：（a）不適于大形處理件的深滲碳。（b）鹽浴組成易變動，管理上麻煩。（c）有毒、排氣或公害問題應有對策。（d）處理后，表面附著鹽類不易洗凈，易生銹。（e）難以防

4、止?jié)B碳。有噴濺危險。（3）氣體滲碳法長處：（a）適于大量生產。（b）表面碳濃度可以調節(jié)。（c）瓦斯流量、溫度、時間容易自動化，容易管理。短處：（a）設備費昂貴。（b）處理量少時成本高。（c）需要專門作業(yè)知識。二、固體滲碳法：將表面滲碳鋼作成的工件，連同滲碳劑裝入滲碳箱而密閉，裝入加熱爐，加熱成沃斯田鐵狀態(tài)，使碳從鋼表面侵入而擴散，處理一定時間后，連同滲碳箱冷卻，只取出滲碳處理工件，進行一次淬火、二次淬火、施行回火。此固體滲碳在滲碳法中歷史最老，不適于連續(xù)處理大量工件，作業(yè)環(huán)境不良，已有衰退傾向，不過爐及其它設備也較簡單，多種少量的處

5、理也較方便，不至于完全絕跡。固體滲碳的滲碳機構以氣體滲碳為基礎，亦即箱內的固體滲碳劑與箱內空氣中的氧反應，成為二氧化碳（CO2），CO2再與碳反應，生成一氧化碳（CO）。C+O2=CO2C+CO2=2COCO在鋼表面分解，析出碳〔C〕。2CO=〔C〕+CO27〔C〕異于普通的碳，此種在鋼表面分解的原子狀碳（atomicCarbon）即稱為活性碳或初生態(tài)碳（nascentCarbon）的活性強的碳，本講義表成〔C〕；另一方面，鋼材表面副生的CO2再在固體滲碳劑表面依（2）式生成CO，依（3）式分解而析出〔C〕，此反應連續(xù)反復進行，碳從

6、鋼材表面侵入擴散，而滲碳。前述反應與鐵（Fe）組合成滲碳反應。Fe+2CO={Fe-C}+CO2滲碳用之碳素，如以滲碳性之強度順序列之，可排如木炭、焦炭、石墨、骨炭。通常使用木炭為主劑，再添加若干滲碳促進劑。一般以堿金屬的碳酸鹽為促進劑，碳酸鹽中的碳酸鋰（LiCO3）、碳酸鍶（SrCO3）、碳酸鉀（KCO3）、的促進能大，但昂貴，工業(yè)上采用碳酸鋇（BaCO3）、碳酸鈉（Na2CO3）為多。雖促進能不如，但有耐久性，Na2CO3快劣化，所以通常木炭加BaCO320～30％，或再加10％以下的Na2CO3為滲碳劑。固體滲碳處理程序下：先

7、將處理工件去銹，脫脂以適當?shù)拈g隔（20～25㎜以上）排列于滲碳箱中，周圍填圍滲碳劑，加蓋以粘土封密裝入如圖五之電氣爐，坑式爐也可用。加熱保持一定時間。在爐中經過所定后，在爐內徐冷或者由爐中拖出空冷，后進行熱處理。滲碳鋼的表面為高碳鋼，心部為低碳鋼，有必要施行適用各部份的硬化處理，一般籍一次淬火將心部組織微細化，其次藉二次淬火將滲碳層硬化，最后藉回火使硬化層的組織安定化。7但依鋼材的種類及使用目的而有適當?shù)臒崽幚?，鎳鉻鋼、鎳鉻鉬鋼等的結晶粒粗大化少，未必要一次淬火，滲碳后實施球狀化退火者已達一次淬火的目的，亦無此必要；一次淬火的淬火溫

8、度高，變形大，容易脆裂，要盡量避免；滲碳層淺的小工件通常省略一次淬火。二次淬火后，施行回火，消除應力，賦予韌性、分解殘留沃斯田鐵，防止時效變形，要求高硬度者在150℃以下長時回火，忌諱時效變形者，可在稍高的180～200℃回火。三、液