表面硬化工藝對于機械、電子、醫療設備、航空航天、石油和天然氣等行業的零件非常重要。根據應用場景的不同，一些零件需要較高的表面硬度或強度。而一些需要應對復雜工作應力的零件不僅需要耐磨的表面，還需要核心強度和韌性以承受沖擊應力。

一般使用兩種常用方法來獲得這些不同的屬性。

1、改變調質前后表面的化學成分。使用的工藝包括滲碳、氮化、氰化和碳氮共滲。

2、加熱和淬火過程僅硬化表面層。用于表面硬化的常用方法是火焰硬化和感應硬化。

滲碳工藝

通過在含碳介質中加熱零件，碳會擴散到零件表面至受控深度。由此產生的滲碳深度（通常稱為滲碳深度）取決于所用介質的碳勢以及滲碳過程的時間和溫度。適合滲碳以增加韌性的鋼是那些碳含量足夠低（通常低于 0.3%）的鋼。滲碳溫度范圍為 1550-1750°F (843-954°C)，根據不同的表面深度調整溫度和時間。鋼材的選擇、淬透性和硬化類型取決于截面尺寸、所需的芯部硬度和服務要求。

三種常用的滲碳技術

液體滲碳

用熔融的氰化鋇或氰化鈉加熱鋼。除碳外，表殼還吸收氮，使其表面堅硬。

滲碳包

這是通過將固體碳材料和鋼密封在封閉容器中來完成的，然后加熱它。

氣體滲碳

該過程在具有特定碳含量的氣體中加熱鋼。它使您可以嚴格控制碳含量。

使用這兩種方法中的任何一種，都可以在滲碳循環后不重新加熱零件進行淬火，或者將其空氣冷卻，然后在淬火前將其重新加熱到奧氏體化溫度。

柜體的深度可以根據使用中的負載條件進行調整。但是，維護特性通常只需要對零件的選定區域進行表面硬化處理。用一層銅鍍層或商業糊覆蓋非封裝區域，使碳僅滲透暴露區域。另一種方法是對整個零件進行滲碳并在硬化前對其進行加工。移除選定區域中的外殼。

鋼的熱處理

氮化工藝

該過程是通過在 900°F 至 1150°F 的溫度下在氨和裂解氨中加熱鋼部件來執行的。氮化物的形成允許形成薄而硬的殼。為了使該工藝成功，鋼需要具有強大氮化能力的元素。這些元素包括含有鉻鉬和鋁的特殊非標準鋼種。此外，這種工藝的主要優點是可以在滲氮前進行淬火、回火和機加工。這是因為在氮化過程中只發生了微小的變形。

氰化工藝

該過程需要將部件在熔融氰化鈉浴中加熱到剛好高于轉變范圍的溫度，然后快速冷卻以獲得較薄的硬度。

碳氮共滲

這個過程類似于氰化。不同之處在于碳和氮的吸收是通過在含有碳氫化合物和氨的氣態氣氛中加熱部件來完成的。對于要淬火的零件，使用溫度為 1425-1625°F (774-885°C)，如果不需要液體淬火，可以使用 12000-1450°F (649-788°C) 的溫度。增加。較低的溫度。

火焰硬化

在這個過程中，鋼部件通過直接暴露在熱氣體的明火中被快速加熱。將表面加熱到轉變范圍以上的溫度，然后進行一些冷卻以完全硬化。我們的火焰硬化鋼的碳含量為 0.30-0.60%。將淬火劑噴在稍微遠離加熱火焰的表面上。需要立即回火，可以在傳統爐中或通過火焰回火工藝完成，具體取決于零件尺寸和成本。

感應淬火

這個過程有點類似于火焰硬化過程，主要區別在于高頻電流圍繞著被硬化的鋼部件。因此，加熱深度取決于頻率、表面的熱導率和表面被加熱的程度。以適當的間隔噴水以淬火零件。因此，在達到一定溫度后，可以將零件浸入油浴中進行油淬。