nm500耐磨衬板的气体渗碳工艺 NM500钢板应用行业

　　目前nm500耐磨衬板气体渗碳应用十分广泛，这同工艺成熟简单、操作方便、质量稳定、效果明显等密切相关，因此国内外热处理企业一直采用气体渗碳工艺，在实际生产中渗碳的方法较多，根据介质的不同可分为固体渗碳、液体渗碳及气体渗碳三种，应用最多的为气体渗碳，它是在具有增碳气氛的气态活性介质中而进行的渗碳工艺，是目前应用最广泛和成熟的渗碳方法。

　　零件的渗碳过程是由排气、渗碳、扩散及降温等四个阶段构成的。

　　前面提到渗碳的全过程包括分解、吸收和扩散三个基本过程，我们以机床齿轮在井式渗碳炉渗碳为例加以介绍，这里的渗碳介质为最常见的渗碳剂——煤油。

　　分解阶段是指渗碳剂通过反应，形成了渗入钢表面的活性碳原子。通常煤油在渗碳温度920～940℃时，分解后产生如CO、CH4、CnH2n+2、CnH2n、H2、CO2、O2、N2等气体，CH4为强渗碳气体，高温下会在工件表面进一步分解，形成渗入能力很高的活性碳原子[C]。

　　吸收阶段为活性碳原子被工件表面吸附、吸收的过程，钢临界点以上所形成的奥氏体具有较大的溶解碳的能力，超过碳原子吸收能力时，会在工件表面堆积而形成炭黑，影响渗碳的正常进行，严重的甚至会造成炉罐的导热性差及电热体的短路等，因此必须控制活性碳原子的分解速度，调节吸收的碳原子的数量。

　　扩散阶段为已被吸收的碳原子向工件内部扩散渗入，由于表面吸收了活性碳原子，故碳浓度提高，造成工件内外产生碳的浓度差，使碳原子从浓度高的区域向浓度低的区域扩散，形成渗碳层。扩散速度将直接影响到整个渗碳过程的周期，因此应引起高度重视。

　　目前nm500耐磨衬板气体渗碳不再采用固定温度和一种滴(流)量，其缺点为渗碳速度低或渗碳层的含碳量及组织分布不能满足性能的要求，20CrMnTi钢制造的变速箱齿轮采用低滴量的气体渗碳工艺，如图4-3所示，该工艺为一种综合考虑选择温度、保温时间和滴量的渗碳工艺，它是一个成熟的工艺，既能保证渗碳的渗层厚度，又能发挥其渗碳的作用。

　　①排气期(A+A′段) 在装炉过程中，炉内带进了大量的空气、二氧化碳与氧气等，其体积百分数较高。提高碳势使到达工艺温度后工件能大量吸收活性碳原子。考虑到装炉时炉温的迅速降低，一般要降到780～830℃，此时若滴入大量的煤油将形成炭黑。故在前期应采用甲醇作稀释性气体，这样基本上没有炭黑的产生又可使CO2和O2的含量迅速下降，炉内即可达到符合渗碳要求的成分。当炉内温度上升到900℃以上，要加大煤油的滴入量。

　　②吸收期(B段) 炉内气氛的压力控制在20～50mm水柱(1mm水柱=9.81Pa)，炉温升到工艺温度前采用加大煤油滴量的方法排气，保证渗碳有高的碳势，这样就具备了渗碳的基本条件。

　　③扩散期(C段) 此时炉内压力为20～35mm的水柱，工件表面已经有一定的渗碳层，炉内气体中CO2和O2的含量很低，不会影响渗碳的结果。根据工件吸碳与扩散的平衡原则，采取减小渗碳剂滴量的措施，降低表面碳浓度，此时的滴量为吸收期的一半为最佳。

　　④降温阶段(D段) 保持炉内压力为15～25 mm水柱，渗碳件随炉降温，使渗碳层析出少部分碳化物，会使奥氏体中含碳量减少，降低了Ms点，淬火后的残余奥氏体减少，因此提高了表面硬度。

　　⑤淬火前等温阶段(E段) 炉内压力为15～25mm水柱，尽管仪表指示温度已降低到了设定温度，但工件本身内外温度不一致，等温一段时间使工件内外温度均匀，齿轮等温0. 5～1h，再出炉淬火油冷。

　　nm500钢板广泛地应用于各个领域中

　　nm500耐磨钢板广泛地应用于冶金、矿山、建材、电力、铁路和军事等各个领域中，重点部件包括挖掘机斗齿、球磨机衬板、破碎机颚板、破碎壁、轧白壁、拖拉机履带板和铁路道岔等等。耐磨钢不仅要具有较高强度及硬度，而且还要有一定韧性和良好的焊接性，因此，通常采用淬火+回火热处理工艺制造。目前，国内按GB/T 24186-2009《工程机械用高强度耐磨钢板》主要生产品种为NM360-NM450，通常生产厚度规格为8_60_。而更高级别的耐磨钢板需要加入更多的贵重金属、合金元素保性能，生产成本高，产品无竞争力，国内市场的需求 大部分依赖进口。在本发明之前，张家港市鼎力铸钢有限公司申请的“一种高强度廉价低合金耐磨铸钢”专利(申请号:201110425482. 1)，该钢的成分范围为C O. 20-0. 60%,Mn O. 50-1. 50%,Si O. 50-1. 50%, Cr O. 50-1. 50%, RE〈0. 20%, Ti〈0. 20%, Β〈0· 015%, ΑΚΟ. 150%, Ca〈0. 150%.

　　其余为Fe和不可避免的杂质。该钢采用铸钢再经常规热处理工艺，该钢种含有贵重的稀土金属RE和较高的Cr、B等贵重金属元素，铸钢生产成本比连铸高

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