北京奇朔科贸有限公司部分金属材料热处理及表面处理工艺规范第一版编写：赵贵波审核：批准：北京奇朔科贸有限公司二零一二年六月目录1.0 热处理的工艺分类及代号---------------------------------------------------------------------3 1.1 基础分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.2 附加分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.3 热处理工艺代号--------------------------------------------------------------------------------------41.4 图样中标注热处理技术条件用符号--------------------------------------------------------------72.0 金属材料的热处理方法和应用目的-------------------------------------------------------8 2.1 钢的淬火-----------------------------------------------------------------------------------------------82.2 热处理的过程方法和应用目的--------------------------------------------------------------------93.0 部分金属材料的热处理规范-----------------------------------------------------------------17 3.1 渗碳钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------17 3.2 渗氮钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------------20 3.3 调质钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------21 3.4 -弹簧钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------------23 3.5 轴承钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------25 3.6 合金工具钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------- 26 3.7 碳素工具钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------291.0热处理的工艺分类及代号热处理的工艺分类由基础分类和附加分类组成。

1.1 基础分类1.2 附加分类1.3 热处理工艺代号1.3.1 基础分类工艺代号1.3.1.11.3.1.21.3.2 附加分类工艺代号1.3.2.11.3.2.21.3.2.31.3.2.41.3.2.51.3.2.61.3.3 常用热处理工艺代号（见表6）（后面续表6）1.4 图样中标注热处理技术条件用符号2.1 钢的淬火（续表3-40）3.0 部分金属材料的热处理规范我公司目前常用的金属材料有：16Mn、20Cr、20CrMnTi、45#、40Cr、38CrMoAl、Cr12、Cr12MoV、GCr15、T10、65Mn 等钢材。

根据这些钢材不同的热处理特点，我们把它们分成五类，即：1）渗碳钢；2）渗氮钢；3）调质钢；4）弹簧钢；5）轴承钢；6）合金工具钢。

3.1 渗碳钢的热处理工艺我公司目前使用的16Mn、20Cr、20CrMnTi等材料同为需渗碳后再进行淬火的钢材。

它们有着大致相同的工艺路线：下料→（锻造）→正火→粗加工→渗碳→半精加工→淬火→磨渗碳钢的热处理除了渗碳、碳氮共渗外，还包括预备热处理及随后的淬火、回火处理。

3.1.1 预备热处理低碳渗碳钢和中低淬透性的渗碳钢的预备热处理工艺大多采用正火工艺。

对于高淬透性的渗碳钢由于属于马氏体和半马氏体钢，正火之后应该增加高温回火工序。

正火处理的目的是改善材料的组织，减少带状偏析消除锻件的魏氏组织，为渗碳作组织准备。

3.1.2渗碳渗碳处理就是将工件放在增碳的活性介质中加热、保温（一般在920°～950°），使碳原子渗入钢件表面，以获得较高的碳浓度。

随着保温时间的延长，碳原子不断向内部扩散，形成一定的渗层厚度，然后通过淬火获得高硬度的马氏体组织，并进行低温回火的操作过程。

渗碳的目的是提高工件硬度、耐磨性及疲劳强度。

按采用活性介质的不同，渗碳可分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳。

3.1.2.1固体渗碳固体渗碳是将工件放在特制的渗碳箱中，四周填满由：木炭+碳酸钡+碳酸钙+适量粘接剂混合而成的渗碳剂，密封后送入加热炉中渗碳。

工件渗碳层的深度与保温时间成正比，即渗碳箱送入加热炉并达到渗碳温度（内外）后，3.1.2.2 液体渗碳与固体渗碳不同，液体渗碳所使用的设备是盐浴炉。

盐浴渗碳法是将工件浸于盐浴中进行渗碳的方法。

是以氰化钠（NaCN）为主成分，所以同时能渗碳亦能氰化，所以亦称为渗碳氰化（Carbonitriding）。

液体渗碳淬硬层虽然较薄，但渗碳时间短，故内部应力较少，同时因C、N成分同时渗入，所以耐磨性佳。

盐浴淬火性良好，渗碳速度快，效率高，渗碳层均匀，工件变形小，便于局部渗碳和直接淬火，设备简单，操作方便，适用于中小型工件及有不通孔的工件；但盐浴渗碳成本高，且大多数盐浴有毒，对环境有污染，对操作者有危害，不适于大批量生产。

3.1.2.3 气体渗碳气体渗碳是通过往氮化炉内不锈钢真空密封罐中通入氨气，加热到520℃，保持适当的时间，（根据工件材质和渗层要求3-90小时不等）使渗氮工件表面获得含氮强化层，得到高硬度，高耐磨性，高疲劳极限和良好的耐磨性。

气体渗碳是目前应用较多的渗碳方法。

气体渗碳所采用的炉子，一般有连续式无马弗炉和井式炉。

一般中、小批量生产的工厂，大都采用井式渗碳炉进行气体渗碳。

渗碳时，把零件装于用耐热钢诸如此类料筐内。

放入炉膛中，密封加热，然后输入氢把有机液体(煤油、苯、酒精、丙酮等)滴入炉内。

气体渗碳是比较完善和经济的渗碳方法，它的主要优点如下：①它不需要渗碳箱，零件直接加热，生产周期较短。

②易于控制渗碳气氛，产品质量较稳定。

③便于直接淬火，便于实现自动化。

④周围环境清洁，大大减轻劳动强度。

但是，气体渗碳一般需要专门的设备，因而影响了普遍推广使用。

同固体渗碳相同，工件渗碳层的深度与保温时间成正比，具体情况见下表：3.1.3碳氮共渗在奥氏体状态下同时将碳、氮渗入工件表层，并以渗碳为主的热处理工艺为碳氮共渗。

根据渗剂不同，可以分为固体碳氮共渗、液体碳氮共渗、气体碳氮共渗。

随着控制技术的发展和环保意识的增强，固体碳氮共渗已很少应用，液体碳氮共渗也受到限制，气体碳氮共渗是目前主要的碳氮共渗方法。

气体碳氮共渗根据渗层深度的不同，分为薄层碳氮共渗（≤0.3mm）和厚层碳氮共渗（＞0.3mm）。

薄层碳氮共渗的渗层深度较薄（＜1mm），应用的范围主要是承受中、低载荷的耐磨件。

厚层碳氮共渗渗层深度可达3mm左右，用于承受载荷较大的工件。

3.1.4 渗碳后的热处理工件经过渗碳之后，由于表面层和心部的碳含量相差较大，表面与心部热处理的相变温度发生了较大的差异；同时长时间高温渗碳引起晶粒粗化，使工件的性能恶化。

这些影响因素都给渗碳后的热处理造成了困难。

所以在实际生产中，要根据工件渗碳淬火后的各种具体加工情况，分别采取不同的热处理方法。

3.1.4.1渗碳淬火后只进行磨削加工的可采用下面几种淬火方法：a、渗碳后直接淬火+低温回火（160～200°×2～3h）。

b、渗碳后预冷到Ar3之上（一般是800～850°）直接淬火+低温回火（160～200°×2～3h）。

上述a、b两种工艺除了要求严格控制预冷温度外，还要求工件钢材必须是本质细晶粒钢。

（如20Cr、20CrMnTi），淬火介质为油或水—油双介质。

c、渗碳后缓冷，重新加热，一次淬火+低温回火（160～200°×2～3h）。

淬火加热温度有两种：820～850°和780～810°。

该工艺处理的工件表面层耐磨性高，残留奥氏体少，淬火变形小。

d、渗碳后重新加热淬火+冷处理+低温回火（160～200°）。

该工艺的特点是，经过冷处理，促使工件奥氏体转变，提高表面硬度，增加耐磨性。

e、渗碳后感应淬火+低温回火（160～200°）3.1.4.2渗碳淬火后进行切削加工的可采用下面淬火方法：渗碳后高温回火（650～680°×6～8h）。

该工艺多适用于CrNi合金渗碳钢。

高温回火是使渗碳冷却形成的马氏体和残留奥氏体分解，使渗层淬火残留奥氏体减少。

3.2渗氮钢的热处理工艺渗氮就是把氮原子渗入钢件表面，形成富氮硬化层的化学热处理过程。

渗氮温度一般为500～600°之间，比渗碳及随后的淬火温度要低得多，但渗氮后的工件表面有更高的硬度和耐磨性，而且渗层的高硬度可以由渗氮直接得到。

渗氮常作为工件最后的一道加工工序。

渗氮的方法较多，其中应用最广泛的为气体渗氮。

我公司目前使用的渗氮钢主要有38CrMoLv，它的工艺路线一般为：锻造（下料）正火（退火）粗加工调质精加工去应力处理半精磨渗氮精磨3.2.1 渗氮前的预先热处理渗氮前的预先热处理包括正火（退火）、调质、去应力处理（稳定回火）3.2.1.1 正火（退火），其目的是细化晶粒、降低硬度、消除锻造应力。