代友贵 苗志博 毕晓旭

1. 前言

在机床零件中，渗碳件占有相当的比例，特别是齿轮、轴、套类等零件。渗碳质量直接影响机床的精度和寿命，而渗层的表层碳含量，渗层深度，渗碳淬火回火后的硬度以及表层与心部组织，则是衡量渗碳件性能的重要指标。根据这些指标的测定，选出最合适的渗层深度，最优化的工艺。

1. 备料及制样

2.1制样分组

根据我厂具体情况，本试验选钢为20Cr。20Cr钢的化学成分（W%）及Ac1，Ac3（℃）：C（0.17-0.24）Si（0.17-0.37）Mn（0.5-0.8）Cr（0.7-1.00），Ac1（766）、Ac3（838）。

经过对渗碳件渗层深度要求的统计，筛选出具有代表性的三个渗层范围，并将试样分组，编号分别为A、B、C。A组：渗层深度为0.6-0.8mm，B组：渗层深度为0.9-1.3mm，C组：渗层深度为1.3-1.7mm。

2.2试样种类尺寸及数量，并打上相应编号

金相试样：φ12X30   每样号3件，共9件

硬度试样：φ20X12   每样号3件，共9件

冲击试样：10X10X55  每样号3件，共9件

3.热处理阶段

3.1渗碳工艺

由于碳在铁素体中的溶解度较小，而在奥氏体中的溶解度较大，所以渗碳必须在Ac3以上的温度，使钢在奥氏体状态下进行。渗碳温度越高，渗碳层越深。但过高的渗碳温度将导致晶粒粗化，表层碳浓度过高而形成网状碳化物，并在淬火后形成大量残余奥氏体，增加了淬火后的变形、开裂倾向。因此，选择适合的渗碳温度尤为重要。选择渗碳温度为920℃。根据A、B、C的三个渗层深度，渗剂为煤油，渗碳时间分别为3-5h;5-8h;8-11h。渗碳工艺如下：

组别A，渗碳温度920℃，时间3h，炉冷至840℃坑冷。

组别B，渗碳温度920℃，时间7h，炉冷至840℃坑冷。

组别C，渗碳温度920℃，时间10h，炉冷至840℃坑冷。

3.2淬火、回火工艺

为使渗碳件具有表面高硬度，高耐磨性和良好的心部韧性，渗碳件在渗碳后必须进行恰当的淬火、回火才能达到要求。……