热处理问答

来源：热处理时间：2022/5/13

一、铣刀和滚刀怎样选材和热处理？

铣刀和滚刀大都采用W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V高速钢制造。对于小型刀具以选用W6Mo5Cr4V2钢为好，因为这种钢的强度和韧性较高，淬火温度又较低，有利于减少淬火畸变。缺点是过热倾向和脱碳敏感性较大，必须精心操作。

刀坯在锻造完毕后，应进行~℃加热并随炉缓慢冷却退火。退火加热时应用铸铁屑、木炭装箱或涂敷保护涂料，以免脱碳。

退火后硬度应在~HB之间。

淬火加热时，对于直径较大的铣刀或滚刀，应采用二次预热（第一次~℃，第二次~℃）；对于小型刀具，可采用一次预热（~℃），淬火温度采用高速钢淬火温度下限，即W18Cr4V钢为~℃，W6Mo5Cr4V2钢为~℃。在盐中浴中加热应注意盐浴有脱氧，以防止钢材脱碳。加热后一般在~℃硝盐中冷却，一些小型的铣刀则可以在40~60℃的热油中冷却到~℃之间出油空冷。淬火后应立即回火，或在表面温度冷到℃左右即进行回火。回火时应缓慢加热。对于一些小型刀具，应采用回火热矫直方法，减小畸变，也可采用压紧卡回火。

为提高铣刀和滚刀的切削寿命，也可进行不同的化学热处理，如渗氮、氧氮共渗和物理气相沉积TiC和TiN等方法。

二、钢制品渗碳有哪些特点？

1．加热温度较高通常都超过Ac3。这是因为：

①碳在奥氏体中的溶解度远高于在铁素体中的溶解度，而且随着温度的提高，溶解度增加幅度较大，因而工件表面奥氏体中碳浓度可达到相当高的数值，渗碳过程中渗层可具有较大的浓度梯度；

②在较高的温度下碳在奥氏体中的扩散系数可以达到相当高的数值；

③浓度梯度增大，扩散系数增大，都会使渗速加快。

2．渗速快与渗氮相比，渗碳速度大约是渗氮速度的10倍，与渗金属及渗其他非金属相比，渗速也要高出许多倍。

3．渗层深渗碳工件渗层通常在1mm左右，深层渗碳渗层有时会超过8mm。

4．工件渗后要进行淬火和低温回火渗碳不象渗氮那样形成高硬度化合物层或扩散层，通常只是使工件表层碳含量提高。因此，必须在渗后进行淬火，使工件表层组织为高碳马氏体（可能还有残留奥氏体及碳化物），使工件具有良好的耐磨性。

5．渗碳工件承载能力强渗碳工件淬火后，渗层组织为高、中碳马氏体，心部组织为低碳马氏体，渗层比渗氮层厚，心部强度比一般渗氮工件高。因此接触疲劳强度和弯曲疲劳强度高。与表面淬火工件相比，渗碳工件的表面硬度、耐磨性、心部强度和韧性、接触疲劳强度、弯曲疲劳强度也比较高。

6．工件形状畸变较严重由于渗碳温度高，渗碳后又要整体淬火，与渗氮和表面淬火相比，渗碳工件形状畸变要严重得多。

7．可用的渗剂品种多生产中可根据工件的批量、对工件的技术要求、渗剂供应情况以及设备条件加以选择。

三、渗氮常见缺陷

1．渗层硬度低或硬度不均匀。

渗氮温度偏高，使用新渗氮罐或渗氮罐及通气管道长久使用未进行退氮处理（空炉加热），致使渗氮罐及通气管道对氨分解产生强烈的催化作用，罐内气体的氨分解率过高，都会使渗层硬度达不到要求。

工件表面油渍未清除干净、工件调质后硬度偏低、原始组织不均匀、炉罐密封不良、工件在罐内放置不当、罐内气体循环不良，也都会使渗层硬度不均匀或硬度偏低。

2渗氮层深度未达到要求

渗氮温度偏低、保温时间不够长、氨分解率偏高，工件之间间隙过小，罐内气体循环不良，都会使渗氮层偏浅。

3．渗氮脆性大

表面出现Fe2N是渗氮层性大的直接原因，ξ相的出现则是由于氨分解率偏低、渗氮时间偏长。

4．形状畸变超差

出现这种缺陷的原因：切削加工后残留内应力大、工件尺寸或形状复杂、局部渗氮部位不对称、渗氮面不对称、渗氮层较厚、渗氮罐内温度不均匀，工件放置不当等。

5．工件表面出现氧化色

出现这种缺陷的原因：工件随炉冷却时氨流量过小，以致罐内进入空气；渗氮罐密封不良；干燥器失效；氨中含水量过高；工件出炉温度过高等

6．渗氮层中出现网状、脉状或鱼骨状氮化物

渗氮温度过高、原始组织晶粒大、工件有尖角或锐边，表面严重脱碳，切削加工粗糙太大，氨中含水量过高，气体氮势过高，都是产生这种缺陷的可能原因。

7．耐腐蚀性差

ε层太薄，在炉中冷速太慢或工件表面锈斑未除净，都是产生这种缺陷的可能原因。

文章来源：《金属加工》

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