目前在國際上發(fā)達(dá)國家的汽車行業(yè)，低壓真空滲碳熱處理已經(jīng)逐步得到應(yīng)用，將逐步替代常規(guī)可控氣氛滲碳（或碳氮共滲）熱處理，成為主要的熱處理生產(chǎn)技術(shù)。常規(guī)的可控氣氛滲碳（或碳氮共滲）熱處理的原理和工藝控制，經(jīng)過長期的發(fā)展，已經(jīng)在國內(nèi)外得到深入研究和廣泛應(yīng)用，并為汽車工業(yè)的發(fā)展和革新奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但是隨著人類對環(huán)境認(rèn)識的逐步提高、可持續(xù)發(fā)展問題普遍的關(guān)注，“綠色”熱處理已經(jīng)提到了日程之上。相對于常規(guī)的可控氣氛滲碳熱處理，低壓真空滲碳熱處理過程中不產(chǎn)生CO2、SO2 等有害氣體，同時(shí)大部分采用氣體淬火

鋁合金熱處理原理：鋁合金鑄件的熱處理就是選用某一熱處理規(guī)范，控制加熱速度升到某一相應(yīng)溫度下保溫一定時(shí)間以一定得速度冷卻，改變其合金的組織，其主要目的是提高合金的力學(xué)性能，增強(qiáng)耐腐蝕性能，改善加工型能，獲得尺寸的穩(wěn)定性。鋁合金熱處理特點(diǎn)：眾所周知，對于含碳量較高的鋼，經(jīng)淬火后立即獲得很高的硬度，而塑性則很低，然而對鋁合金并不然，鋁合金剛淬火后，強(qiáng)度與硬度并不立即升高，至于塑性非但沒有下降，反而有所上升。但這種淬火后的合金，放置一段時(shí)間（如4～6晝夜后），強(qiáng)度和硬度會(huì)顯著提高，而塑性則明顯降低。淬火后鋁合金的強(qiáng)度、硬度

溫度自動(dòng)控制是熱處理加熱設(shè)備的重要控制因素之一，溫度控制系統(tǒng)主要由溫度傳感器、控制儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三大部分組成。青島豐東熱處理有限公司使用豐東股份自主研發(fā)制造UNICASE密封箱式多用爐，采用智能控制系統(tǒng)，對氣體滲碳、氣體碳氮共滲熱處理各工序關(guān)鍵參數(shù)（溫度、碳勢、時(shí)間等）控制。熱處理設(shè)備的溫度控制傳感器最佳選擇是熱電偶。熱電偶在使用過程中，如果安裝使用不當(dāng)，不但會(huì)增加測量誤差，還可能減低熱電偶的使用壽命。因此，使用時(shí)應(yīng)注意以下問題：1、熱電偶應(yīng)選擇合適的安裝地點(diǎn)。由于箱式熱處理多用爐爐內(nèi)的溫度分布不均勻，熱電偶測得的

真空氣體淬火熱處理的零件具有無氧化，無脫碳、脫氣、脫脂，表面質(zhì)量好，變形小，綜合力學(xué)性能高，可靠性好等一系列優(yōu)點(diǎn)。大多數(shù)工模具鋼目前都采用真空氣體淬火熱處理工藝以使工件表面和內(nèi)部都獲得滿意的力學(xué)性能。真空氣體淬火就是將工件在真空加熱后向冷卻室中充以高純度中性氣體（如氮?dú)猓┻M(jìn)行冷卻。適用于真空氣體淬火熱處理工藝的有高速鋼和高碳高鉻鋼等馬氏體臨界冷卻速度較低的材料。如由Cr12MoV冷作模具鋼制造的零件可以通過真空氣體淬火等工藝獲得需要的組織及其力學(xué)性能。對于真空氣體淬火熱處理后零件的技術(shù)要求一般包括表面硬度、心部硬度

滲氮又稱氮化，指使氮原子滲入鋼鐵工件表層內(nèi)的化學(xué)熱處理工藝，其目的是提高零件表面硬度和耐磨性，以及提高疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性。青島豐東滲氮熱處理工藝分為以下三類：1、離子滲氮    又稱輝光滲氮，是利用輝光放電原理進(jìn)行的。把金屬工件作為陰極放入含氮介質(zhì)的負(fù)壓容器中，通電后介質(zhì)中的氮?dú)湓颖浑婋x，在陰陽極之間形成等離子區(qū)，在等離子區(qū)強(qiáng)電場作用下，氮和氫的正離子以高速向工件表面轟擊，離子的高動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱工件表面至所需溫度。由于離子的轟擊，工件表面產(chǎn)生原子濺射，因而得到凈化，同時(shí)由于吸附

熱處理產(chǎn)品中有部分產(chǎn)品需要進(jìn)行局部滲碳，而此類產(chǎn)品在非滲碳區(qū)域則需要做防滲處理，目前廣泛采用鍍銅工藝保護(hù)。氣體滲碳熱處理溫度在900-930℃，時(shí)間則有幾個(gè)到十幾個(gè)小時(shí)，高溫度長時(shí)間的熱處理?xiàng)l件下鍍銅要求也較高。鍍銅工藝的要求：1、鍍銅層結(jié)合力好。如果結(jié)合力較差，就會(huì)出現(xiàn)孔隙，在滲碳熱處理過程中銅層鼓泡、起皮、剝落，使非滲碳層滲碳。2、銅層要求致密、結(jié)晶細(xì)致。若結(jié)晶粗大則達(dá)不到防滲的目的。3、滲碳熱處理加工后銅層必須去除，考慮鍍銅和除銅的經(jīng)濟(jì)性，要求鍍覆比較復(fù)雜的零件時(shí)銅層必須盡量均勻，以減少銅層厚度，因此鍍銅液分

真空氮化熱處理是使用真空爐對鋼鐵零件進(jìn)行整體加熱、充入少量氣體，在低壓狀態(tài)下產(chǎn)生活性氮原子滲入并向鋼中擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)硬化的；而離子滲氮是靠暉光放電產(chǎn)生的活性N離子轟擊并僅加熱鋼鐵零件表面，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氮化物實(shí)現(xiàn)硬化的。   真空氮化熱處理后，滲層中的化合物層是ε單相組織，沒有其他脆性相（如Fe3C、Fe3O4）存在，所以硬度高，韌性好，分布也好。“白層”單相ε化合物層可達(dá)到的硬度和材質(zhì)成分有關(guān)。材質(zhì)中含Cr量越高，硬度也呈增加趨勢。Cr13％時(shí)，硬度可達(dá)到1200HV；含

無氧化、少畸變、無二次清洗等特征越來越受到我國熱處理行業(yè)的普遍重視和關(guān)注。 我國隨著科技的發(fā)展以及環(huán)保、節(jié)能的要求，熱處理迫切需要清潔生產(chǎn)，真空高壓氣淬熱處理技術(shù)使用已成為當(dāng)前先進(jìn)熱處理生產(chǎn)技術(shù)的主要標(biāo)志之一。真空高壓氣淬技術(shù)的特點(diǎn)：①少畸變 對高速鋼、高碳高合金模具鋼、工模具、淬火直接使用的齒輪類等工件而言，盡量減小畸變是何等重要！熱處理工件影響因素較多，除與材料、內(nèi)應(yīng)力、加工工序、工件擺放方式、溫度、冷速等等有關(guān)系外，畸變主要發(fā)生在冷卻階段,在淬火冷卻過程中工件會(huì)產(chǎn)生最大程度的畸變。均勻的冷

滲碳熱處理是目前機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種化學(xué)熱處理方法。它是將低碳鋼在富碳的介質(zhì)中加熱到高溫（一般是900-950℃），使活性碳原子滲入鋼的表面，以獲得高碳的滲層組織。滲碳熱處理后經(jīng)淬火和低溫回火，使表面具有高的硬度、耐磨性及疲勞抗力，而心部仍保持足夠的強(qiáng)度和韌性。零件經(jīng)滲碳熱處理后，滲碳層應(yīng)達(dá)到一定的表面碳濃度、深度和濃度梯度，才能得到所需要的機(jī)械性能。表面碳濃度對零件的機(jī)械性能影響較大，對不同機(jī)械性能的影響也有所不同，如：（1）隨表面碳濃度的增加耐磨性也增加，見圖一；（2）隨表面碳濃度的增加，抗彎強(qiáng)度和沖擊

鐵基粉末冶金材料在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件、汽車變速器零件、農(nóng)機(jī)具以及電動(dòng)工具中得到廣泛的應(yīng)用。鐵基粉末冶金零件通過合理的熱處理可有效地提高強(qiáng)度、硬度、耐磨性和耐蝕性。鐵基粉末冶金零件的熱處理原理，雖然和成分相同的鑄鍛零件相同，但由于粉末冶金零件具有一定量的孔隙度和合金化元素的微觀分布不均一的特點(diǎn)，一些粉末冶金零件直接淬火或其他熱處理方式達(dá)不到其性能要求。碳氮共滲熱處理不僅可以增強(qiáng)其強(qiáng)度和硬度，還可以提高它的耐磨性和耐蝕性。碳氮共滲是氣體滲碳的一種改型，而不是滲氮的一種形式，其改進(jìn)包括向滲碳?xì)夥諝怏w中添加氨氣，以向生成的滲碳

在熱處理過程中，鋼件由于鋼中組織轉(zhuǎn)變時(shí)比容變化造成的體積膨脹，以及熱處理所引起的塑性變形，使鋼件體積及形狀發(fā)生不同程度改變。變形是熱處理較難解決的問題，要完全不變形是不可能的，一般是把變形量控制在一定范圍內(nèi)。青島豐東熱處理有限公司，專業(yè)從事金屬材料零部件熱處理商業(yè)加工服務(wù)，和熱處理裝備的研發(fā)和制造。青島豐東采用自主研發(fā)的UNICASE密封箱式氣體滲碳氮化多用爐，可進(jìn)行氣體滲碳、碳氮共滲等化學(xué)熱處理，以及氣氛保護(hù)淬火、調(diào)質(zhì)、正火、退火等常規(guī)熱處理；采用自主研發(fā)并通過中國熱處理學(xué)會(huì)技術(shù)鑒定的等離子氮化裝備，可進(jìn)行離子氮

某機(jī)械公司生產(chǎn)的采用高碳鉻軸承鋼GCr15的水泵軸經(jīng)豐東股份自主研發(fā)制造UNICASE密封箱式多用爐經(jīng)淬火+低溫回火熱處理獲得了高的抗疲勞性、耐磨性及良好的尺寸穩(wěn)定性，應(yīng)用在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)軸承中。熱處理對提高其內(nèi)在質(zhì)量、延長使用壽命起著重要作用。對軸承鋼的冶煉質(zhì)量要求很高，需要嚴(yán)格控制硫、磷和非金屬夾雜物的含量和分布，為了滿足這些性能的要求，常常采用高碳鉻軸承鋼（GCr15）。經(jīng)退火、淬火加低溫回火的熱處理工藝，高碳鉻軸承鋼的含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較高，預(yù)備熱處理是球化退火，主要目的是為了降低硬度，改善切削加工性，同時(shí)獲得均勻

鋼的滲碳熱處理是將鋼件在滲碳介質(zhì)中加熱保溫，使碳原子滲入鋼件表面，使其表面的碳濃度發(fā)生改變，從而獲得具有一定表面含碳量和一定濃度梯度的熱處理工藝。滲碳熱處理的目的是使機(jī)器零件獲得較高的表面硬度、耐磨性及高的疲勞強(qiáng)度。滲碳熱處理根據(jù)滲劑聚集態(tài)的不同可分為固體滲碳、液體滲碳、氣體滲碳三種。氣體滲碳是將工件裝入密閉的滲碳爐內(nèi)，通入氣體滲劑（甲烷、乙烷等）或液體滲劑（煤油或苯、酒精、丙酮等），在高溫下分解出活性碳原子，滲入工件表面，以獲得高碳表面層的一種滲碳操作工藝。固體滲碳熱處理是將工件和固體滲碳劑（木炭加促進(jìn)劑組成）一

球化退火熱處理是將鋼加熱到Ac1+(20～40)℃或Acm-(20～30)℃，保溫一段時(shí)間，保溫后等溫冷卻或直接緩慢冷卻，使組織轉(zhuǎn)變完成，得到在鐵素體基體上均勻分布的球狀或顆粒狀碳化物的組織的熱處理工藝。球化退火熱護(hù)理主要適用于共析鋼和過共析鋼，如碳素工具鋼、合金工具鋼、軸承鋼等。一般而言，球化退火處理的主要目的有二：其一為提高高碳鋼的延展性，并降低加工抵抗性使其后續(xù)之切削加工或塑性加工易于進(jìn)行；其二作為工具鋼的淬火前處理，使淬火后的碳化物分布均勻，進(jìn)而淬裂或變形的發(fā)生，同時(shí)提高淬火后的韌性與硬度。采用何種操作方法

工件滲碳熱處理后，需要檢查的熱處理組織有：內(nèi)氧化、非馬組織、馬氏體、殘余奧氏體、碳化物、心部鐵素體。如何正確的腐蝕試樣，將直接影響對滲碳熱處理組織的判斷。對于滲碳熱處理工件，通常采用的腐蝕方法為化學(xué)腐蝕，是將拋光好的樣品磨光面在化學(xué)腐蝕劑中腐蝕一定時(shí)間，從而顯示出其試樣的組織形貌。4%硝酸酒精是顯示滲碳熱處理金相組織最常用化學(xué)腐蝕試劑。其操作方法是：將已拋光好的試樣用水沖洗干凈或用酒精擦掉表面殘留的臟物，然后用膠頭滴管吸取腐蝕劑，迅速滴在滲碳樣件拋光面上，拋光的磨面即逐漸失去光澤；待試樣腐蝕合適后馬上用酒精沖洗干凈

滲碳層非馬氏體組織一般是指滲碳熱處理或碳氮共滲熱處理零件表面黑色組織（黑網(wǎng)、黑帶及黑洞，所謂“三黑”）的別稱。在滲碳熱處理（碳氮共滲）過程中，由于內(nèi)氧化的原因而導(dǎo)致基體中合金元素在晶界附近偏聚析出，合金元素貧化致使局部淬透性下降，從而形成的托氏體類組織，這些組織有初生鐵素體，初生屈氏體（連成一片稱黑帶，未連成一片稱黑網(wǎng)），部分鋼種出現(xiàn)貝氏體，它們均稱為非馬氏體組織。非馬氏體組織的產(chǎn)生會(huì)使經(jīng)滲碳熱處理或碳氮共滲熱處理零件的表面硬度、耐磨性下降，零件表面有益的殘余壓應(yīng)力減小，甚至表面形成殘余拉應(yīng)

內(nèi)氧化是指滲碳熱處理鋼在滲碳過程中雖然鐵元素未滿足氧化條件，但其中的合金元素如Cr、Mn、Si、Ti滿足氧化條件形成合金氧化物，從而使?jié)B碳鋼表層出現(xiàn)須狀或點(diǎn)狀的脆性氧化物。滲碳熱處理過程中產(chǎn)生的氧化物，降低了工件的抗疲勞性能。在滲碳熱處理加工過程中，無論是氮基氣氛還是滴注式氣氛，微量氧的存在仍是不可避免的。滲碳爐中氣體與工件材料存在氣固相平衡，爐內(nèi)的微量氧可以滲入工件產(chǎn)生內(nèi)氧化。解決方法：一、     調(diào)節(jié)滲碳熱處理工藝目前在丁業(yè)上使用的所有氣體滲碳的氣氛巾都含有氧化物，例如

滲碳熱處理是最為常見的化學(xué)熱處理。所謂化學(xué)熱處理就是利用固態(tài)擴(kuò)散將其他元素深入工件表面的熱處理工藝。滲碳熱處理不僅可以強(qiáng)化表面，提高表面硬度，而且可以提高疲勞強(qiáng)度和耐磨性。滲碳就是將低碳鋼工件放在富碳?xì)夥盏慕橘|(zhì)中進(jìn)行加熱、保溫，使活性碳原子滲入工件表面，從而提高表層碳濃度，使工件的表面被碳所飽和從而獲得高碳的滲層組織。對于在交變載荷、沖擊載荷、較大接觸應(yīng)力和嚴(yán)重磨損條件下工作的機(jī)器零件，如齒輪、活塞銷、凸輪軸等，要求工件表面具有很高的耐磨性、疲勞強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，而心部具有足夠的強(qiáng)度和韌性，采用滲碳熱處理可滿足性能要

離子滲氮作為新型的熱處理加工方法，相較于氣體滲氮具有氮化時(shí)間快，氮化脆性小，以及節(jié)約氨氣用量等優(yōu)點(diǎn)。豐東熱技術(shù)公司與青島科技大學(xué)合作研制的“新型保溫式離子滲氮設(shè)備”，2012年8月通過中國熱處理行業(yè)協(xié)會(huì)組織的技術(shù)鑒定。離子滲氮過程中零件很容易在尖角和小孔位置出現(xiàn)黑帶不均勻的現(xiàn)象，這是因?yàn)殡x子氮化全靠離子轟擊加熱，為了達(dá)到氮化工藝溫度，需要較強(qiáng)的輝光，而尖角、小孔的位置陰極效應(yīng)最強(qiáng)，導(dǎo)致溫度過高出現(xiàn)脫碳。在離子滲氮爐中加設(shè)輔助熱源，使?fàn)t內(nèi)溫度均勻，有效減輕尖角、小孔陰極效應(yīng)。離子滲氮工件的圓角

鑄鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的材料之一，滲氮主要用于提高鑄鐵的表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和耐蝕性。由于鑄鐵含碳量和含硅量高，它們阻礙氮原子的擴(kuò)散，滲氮層較淺，但硅能與氮反應(yīng)生成極硬的硅氮化合物Si3N4(HV1000左右)，因此增強(qiáng)了鑄鐵的滲氮強(qiáng)化效果。鑄鐵的滲氮溫度一般比合金鋼高30-50℃，即在550-570℃左右。滲氮時(shí)間則根據(jù)零件對滲層深度的不同要求，從幾小時(shí)到十幾小時(shí)不等。在只要求耐磨性時(shí)，滲氮時(shí)間可選擇短些。與鋼的滲氮層不同的是，鑄鐵滲氮層的厚度是不均勻的，而且沿著鐵和石墨界面氮可以擴(kuò)散得很深。鑄鐵