低温化学热处理是化学热处理的一种,是在较低温度下将一种或几种元素渗入工件表面,以改变其表面化学成分、组织和性能的热处理工艺。以下是关于它的详细介绍:
- 低温渗氮:在 500 - 570℃的温度范围内,使氮原子渗入金属表面,形成富氮的硬化层。常见的气体渗氮工艺使用氨气作为供氮剂,氨气在加热和催化剂作用下分解出活性氮原子,被工件表面吸收并向内扩散。低温渗氮能提高工件的硬度、耐磨性、抗咬合性和抗蚀性等,广泛应用于模具、齿轮、轴类等零件。
- 氮碳共渗:又称软氮化,一般在 560 - 600℃进行。它是将氮、碳同时渗入工件表面,以渗氮为主的化学热处理工艺。可采用气体法、液体法和固体法等,其中气体氮碳共渗应用较广,常用的介质有尿素、甲酰胺等。氮碳共渗能在较短时间内获得良好的表面性能,如高的硬度、耐磨性、抗疲劳性和良好的减摩性等,常用于处理汽车发动机零件、机械传动零件等。
- 硫氮碳共渗:在 520 - 580℃的温度区间进行,是在氮碳共渗的基础上加入硫元素的多元共渗工艺。通过在含硫、氮、碳的介质中进行处理,使工件表面形成含有硫化物、氮化物和碳氮化合物的复合渗层。硫氮碳共渗能显著提高工件的减摩性、抗咬合性和抗腐蚀性,在机械制造、模具制造等领域有重要应用,如用于处理各种模具、活塞环、轴承等零件。
- 处理温度低:与中高温化学热处理相比,低温化学热处理的温度通常在 500 - 650℃之间,能有效避免工件因高温处理而产生的变形、晶粒长大等问题,特别适合对精度要求高的零件。
- 表面性能好:可在工件表面形成性能优良的渗层,如高硬度、高耐磨性、良好的抗腐蚀性和抗疲劳性能等,能显著提高工件的使用寿命和可靠性。
- 处理时间短:由于在较低温度下进行,原子扩散速度相对较慢,但通过合理选择工艺参数和渗剂,仍能在较短时间内获得所需的渗层深度和性能,生产效率较高。
- 环保性较好:一些低温化学热处理工艺采用的渗剂相对环保,如气体渗氮、氮碳共渗等工艺中使用的氨气、尿素等,相较于一些传统的高温化学热处理工艺,对环境的污染较小。
- 机械制造行业:用于处理各种精密齿轮、轴类、模具等零件,提高其表面硬度、耐磨性和抗疲劳性能,延长零件使用寿命,保证机械产品的质量和可靠性。
- 汽车工业:广泛应用于汽车发动机零件、传动系统零件等的处理,如活塞环、气门、曲轴、齿轮等,能提高零件的耐磨性、抗腐蚀性和减摩性,降低汽车的能耗和噪声,提高汽车的整体性能。
- 航空航天领域:用于处理航空发动机叶片、起落架零件、紧固件等关键部件,使其在高温、高压、高速等恶劣工况下仍能保持良好的性能,确保航空航天设备的安全运行。
- 电子工业:可用于处理电子元件的外壳、引脚等,提高其表面的抗腐蚀性和导电性,保证电子元件在复杂的工作环境下的稳定性和可靠性。