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无缝钢管不要采用渗碳淬火的热处理工艺
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无缝钢管不要采用渗碳淬火的热处理工艺
无缝钢管调质处理后零件具有良好的综合机械机能，广泛应用于各种重要的结构零件，尤其是在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低，不耐磨，可用调质+表面淬火进步零件表面硬度。 渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质+表面淬火高。其表面含碳量0.8-1.2%，芯部一般在0.1-0.25%（特殊情况下采用0.35%）。经热处理后，表面可获得很高的硬度（HRC58-62），芯部硬度低，耐冲击。 如果用无缝钢管渗碳，淬火后芯部会泛起硬脆的马氏体，失去渗碳处理的长处。现在采用渗碳工艺的材料，含碳量都不高，到0.30%芯部强度已经可以达到很高，而且从未在实际应用出现过。可采用调质+高频表面淬火的工艺，但是耐磨性较渗碳略差。
　　山东聚宜兴金属制品有限公司拥有生产线六条，生产线一条，主要生产外径38mm-127mm,另有国内最大的三辊轧管机要生产外径177mm-377mm，壁厚16mm-100mm，外径精度±0.5%,壁厚精度±5%热轧等.
主营材质:10#、20#、45#、20G、40Cr、20Gr、16Mn-45Mn、27SiMn、Cr5Mo、12CrMo(T12)、12Cr1MoV、12Cr1MoVG、10CrMo910、 15CrMo、35CrMo、40CrMo等.
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Copyright &山东聚宜兴金属制品有限公司 地址:山东省聊城市开发区汇通物流园&&&渗碳是热处理的一种分类，渗氮热处理是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中，加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，从而获得表层高碳，心部仍保持原有成分。 相似的还有低温渗氮处理。这是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。中文名 渗碳 外文名 carburizing/carburization 本 质 对金属表面处理的一种 概 念 指使碳原子渗入到钢表面层的过程 分 类 气体渗碳、固体渗碳﹑液体渗碳 应 用 广泛用于飞机﹑汽车等的机械零件分类按含碳介质的不同﹐渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳﹑液体渗碳﹑和碳氮共渗（氰化）。1、气体渗碳是将工件装入密闭的渗碳炉内，通入气体渗剂（甲烷、乙烷等）或液体渗剂（煤油或苯、酒精、丙酮等），在高温下分解出活性碳原子，渗入工件表面，以获得高碳表面层的一种渗碳操作工艺。2、固体渗碳是将工件和固体渗碳剂（木炭加促进剂组成）一起装在密闭的渗碳箱中，将箱放入加热炉中加热到渗碳温度，并保温一定时间，使活性碳原子渗人工件表面的一种最早的渗碳方法。3、液体渗碳是利用液体介质进行渗碳，常用的液体渗碳介质有：碳硅，“603”渗碳剂等。碳氮共渗（氰化）又分为气体碳氮共渗　、液体碳氮共渗、固体碳氮共渗。原理1、分解渗碳介质的分解产生活性碳原子。2、吸附活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中﹐使奥氏体中含碳量增加。3、扩散表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差﹐表面的碳遂向内部扩散。碳在钢中的扩散速度主要取决于温度﹐同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。渗碳锻件的材料 一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25%)。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现铁素体。一般渗碳层深度范围为0.8～1.2毫米﹐深度渗碳时可达2毫米或更深。表面硬度可达HRC58～63﹐心部硬度为HRC30～42。渗碳淬火后﹐工件表面产生压缩内应力﹐对提高工件的疲劳强度有利。因此渗碳被广泛用以提高零件强度﹑冲击韧性和耐磨性﹐借以延长零件的使用寿命。工艺流程直接淬火低温回火组织及性能特点：不能细化钢的晶粒。工件淬火变形较大，合金钢渗碳件表面残余奥氏体量较多，表面硬度较低适用范围：操作简单，成本低廉用来处理对变形和承受冲击载荷不大的零件，适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。预冷直接淬火、低温回火淬火温度800-850℃ 。组织及性能特点：可以减少工件淬火变形，渗层中残余奥氏体量也可稍有降低，表面硬度略有提高，但奥氏体晶粒没有变化。适用范围：操作简单，工件氧化、脱碳及淬火变形均小，广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。一次加热淬火，低温回火淬火温度820-850℃或780-810℃ 。组织及性能特点：对心部强度要求较高者，采用820-850℃淬火，心部为低碳M，表面要求硬度高者，采用780-810℃淬火可以细化晶粒。适用范围： 适用于固体渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液体渗碳的粗晶粒钢，某些渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。渗碳高温回火，一次加热淬火，低温回火淬火温度840-860℃ 。组织及性能特点：高温回火使M和残余A分解，渗层中碳和合金元素以碳化物形式析出，便于切削加工及淬火后残余A减少。适用范围：主要用于Cr—Ni合金渗碳工件二次淬火低温回火组织及性能特点：第一次淬火（或正火），可以消除渗碳层网状碳化物及细化心部组织（850-870℃），第二次淬火主要改善渗层组织，对心部性能要求不高时可在材料的Ac1—Ac3之间淬火，对心部性能要求高时要在Ac3以上淬火。适用范围：主要用于对力学性能要求很高的重要渗碳件，特别是对粗晶粒钢。但在渗碳后需经过两次高温加热，使工件变形和氧化脱碳增加，热处理过程较复杂。二次淬火冷处理低温回火组织及性能特点：高于Ac1或Ac3（心部）的温度淬火，高合金表层残余A较多，经冷处理（-70℃/-80℃）促使A转变从而提高表面硬度和耐磨性。适用范围：主要用于渗碳后不进行机械加工的高合金钢工件。渗碳后感应加热淬火低温回火组织及性能特点：可以细化渗层及靠近渗层处的组织。淬火变形小，不允许硬化的部位不需预先防渗。适用范围：各种齿轮锻件和轴类锻件更多锻件百科知识请关注 中国锻件网
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常用渗碳钢的热处理工艺规范以及在出厂时钢材力学性能检验指标，见表6 -5。如果检验结果高于表中所列数据，即可认为合格。这种数据虽不能直接作为设计时计算的依据。但颇有参考价值。 渗碳钢的一般热处理工艺规范都是在渗碳之后进行淬火，然后再进行低温回火。这样可以达到表硬里韧的性能。但是，根据钢的成分和性能要求不
&&& 常用渗碳钢的热处理工艺规范以及在出厂时钢材力学性能检验指标，见表6 -5。如果检验结果高于表中所列数据，即可认为合格。这种数据虽不能直接作为设计时计算的依据。但颇有参考价值。
&&& 渗碳钢的一般热处理工艺规范都是在渗碳之后进行淬火，然后再进行低温回火。这样可以达到&表硬里韧&的性能。但是，根据钢的成分和性能要求不同，其热处理规范在细节上有些差异。
&&& (1)低淬透性合金渗碳钢如15Cr、20Cr、15 Mn2、20Mn2等。这类钢淬透性低，经渗碳、淬火与低温回火后心部强度较低，强度与韧性配合较差。这类钢只可用作受力不太大、不需要高强度的耐磨零件，如柴油机的凸轮轴、活塞销、滑块、小齿轮等。这类钢渗碳时心部晶粒易于长大，特别是锰钢。如性能要求较高时，这类钢在渗碳后经常采用两次淬火法。
&&& (2)中淬透性合金渗碳钢如20CrMnTi、12CrNi3A、20CrMnMo、20MnVB等。这类钢含合金元素总量较高（约&4%），其淬透性和力学性能均较高。这类钢可用作受中等动载荷的受磨零件，如变速齿轮、齿轮轴、十字销头、花键轴套、气门座、凸轮盘等。由于含有Ti、V、Mo，渗碳时奥氏体晶粒长大倾向较小，自渗碳温度预冷到870℃左右直接淬火，并经低温回火后具有较好的力学性能。
&&& (3)高淬透性合金渗碳钢如12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4W等。这类钢含合金元素总量&7.5%，其淬透性很大，经渗碳、淬火和低温回火后心部强度很高，强度与韧性配合很好。这类钢可用作受重载和强烈磨损的重要大型零件，如内燃机车的主动牵引齿轮、柴油机曲轴、连杆及缸头精密螺栓等。这类钢由于含有较高的合金元素，其C曲线大大向右移，因而在空气中冷却也能淬得马氏体组织；另外，其马氏体转变温度大为下降，渗碳表层在淬火后将保留大量的残余奥氏体。为了减少淬火后残余奥氏体量，可在淬火前先高温回火，使碳化物球化或在淬火后采用冷处理。
&&& 下面以20CrMnTi合金渗碳钢制造的汽车变速齿轮为例，说明其热处理工艺方法的选定和工艺路线的安排。
&&& 技术要求：渗碳层厚度1.2 -1.6mm，浓度1.0%C；齿顶厚度58 - 60HRC，心部硬度30- 45HRC。
&&& 根据技术要求，确定其热处理工艺如图6 -16所示。
20CrMnTi钢制汽车变速齿轮的整个生产过程的工艺路线如下：
&&& 锻造&正火&加工齿形&局部镀铜&渗碳&预冷淬火、低温回火&喷丸&磨齿（精磨）
图6-16&& 20CrMnTi钢制汽车变速齿轮热处理工艺曲线
&&& 齿轮毛胚在机械加工前需正火，其目的是为了改善锻造状态的不正常组织，以利切削加工，保证齿形合格。20CrMnTi钢正火后的硬度为HB170 - 210，切削加工性能良好。20CrMnTi钢的渗碳温度定为920cc左右，渗碳时间根据所要求的渗碳层厚度1.2-1.6mm，查表5 -10，确定为7小时。渗碳后，自渗碳温度预冷到870 - 880℃直接油淬，经200℃低温回火2 -3h后，其表面层具有很高的硬度58 - 60HRC和耐磨性，其心部具有高强度和足够的冲击韧性的良好配合。因此，20CrMnTi钢制汽车变速齿轮经上述冷热加工和热处理后，所获得的性能基本上满足技术要求。最后喷丸处理不仅是为了清除氧化皮，使表面光洁，更重要的是作为一种强化手段，使零件表层压应力进一步增大，有利于提高疲劳强度。在某些情况下，经喷丸处理后进行精磨，磨去表层0. 02 -0.05mm，这样做有利于减小齿面粗糙度，而对强化效果不致于引起不良影响。
（责任编辑: 佚名 ）
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