(1)定義
滲碳是目前機(jī)械制造工業(yè)中應(yīng)用廣泛的一種化學(xué)熱處理方法。所謂滲碳就是把用低碳鋼或低碳合金鋼制的工件置于富碳的活性介質(zhì)中，加熱到850～950℃保溫?cái)?shù)小時(shí)，使?jié)B碳介質(zhì)在工件表面上產(chǎn)生活性碳原子，經(jīng)過(guò)表面吸收和擴(kuò)散而滲入工件的表層，從而使表層的含碳量達(dá)到0.8%以上的熱處理工藝。滲碳后再通過(guò)淬火和低溫回火處理，借以提高工件表面的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，同時(shí)在心部又能保持一定的強(qiáng)度和良好的韌性。

鋼鐵零件的滲碳是在奧氏體狀態(tài)下進(jìn)行的，其作用是使?jié)B碳層中的含碳量與高碳鋼中的碳相當(dāng)，而心部成分保持不變，因此滲碳使零件表面的碳達(dá)到適當(dāng)?shù)臐舛群秃侠矸植?，其各種力學(xué)性能是靠隨后的熱處理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。滲碳零件必須進(jìn)行淬火+回火處理，才能使其表面和心部的力學(xué)性能達(dá)到預(yù)定的要求，即具有高的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度等，并保持心部具有良好的韌性。

(2)目的
通過(guò)滲碳及其隨后的熱處理，可使工件獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，采用這種工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是：既可提高工件的使用壽命，又能節(jié)約貴重的鋼材。目前在機(jī)械制造工業(yè)中，對(duì)于表面要求耐磨性、抗疲勞強(qiáng)度高，而心部又要求有較高強(qiáng)度和韌性的結(jié)構(gòu)件，如齒輪、曲軸、凸輪軸、活塞銷、軸套、摩擦片等，大都是采用低碳鋼或低碳合金鋼加工成形后，進(jìn)行滲碳、淬火和低溫回火的工藝方法制造的。

因此滲碳后進(jìn)行熱處理的目的主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①提高表面滲層的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度；

②消除滲層中的網(wǎng)狀滲碳體和適當(dāng)減少殘余奧氏體的數(shù)量，減小脆性和有助于合金鋼性能的改善；

③消除內(nèi)應(yīng)力，增加零件的尺寸穩(wěn)定性，可以防止因淬火和車削或磨削過(guò)程中產(chǎn)生的加工應(yīng)力而引起精度或尺寸的改變；

④細(xì)化晶粒，提高心部的和韌性?？沙惺苤剌d荷的作用。

(3)分類
滲碳工藝的類型很多，常用的主要類型可分為：固體滲碳、液體滲碳、氣體滲碳和特殊滲碳。

固體滲碳在固態(tài)介質(zhì)中進(jìn)行，將工件埋入裝有粒狀滲碳劑的鐵箱中或在工件表面上涂一層滲碳膏劑，然后裝入爐子中加熱滲碳；

液體滲碳是將工件直接放入能分解出活性碳原子的鹽液中加熱滲碳，近年來(lái)推廣發(fā)展了不用氰鹽的無(wú)毒液體滲碳劑，使這種滲碳工藝獲得了新的生機(jī)；

氣體滲碳在氣體介質(zhì)中進(jìn)行，可在天然氣、石油裂化氣等吸熱式、氮基可控氣氛中進(jìn)行滲碳，也可在滴注液體滲碳劑的分解氣體中滲碳；

(4)材料選擇
①?gòu)奶岣邼B碳速度來(lái)看，原始碳量越低滲速越快，但是原始含碳量過(guò)低，造成工件心部硬度組織和性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，含碳量過(guò)高又會(huì)導(dǎo)致韌性不足的缺點(diǎn)。心部強(qiáng)度要求不高的可以是下限含碳量，否則應(yīng)選靠上限含碳量的鋼。

②要考慮合金元素的含量，有些滲碳鋼雖然含碳量較低，但合金元素含量高，機(jī)械性能和工藝性能均很好。實(shí)際上，應(yīng)將含碳量與合金元素含量結(jié)合零件的具體工作條件加以綜合考慮；合金元素通過(guò)抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大，提高了淬透性和增加回火穩(wěn)定性，改善了滲碳工藝性能。

例如鉻鋼、鉻錳鋼、鉻鉬鋼、鉻鎳鋼、錳釩鋼等，由于合金元素含量較高，碳化物形成元素抑制了滲碳時(shí)的奧氏體晶粒長(zhǎng)大，所有的合金元素均能發(fā)揮改善工藝性能和機(jī)械性能的良好作用。

我們常用的滲碳材料有20Cr,15CrMo。像35CrMo(SCM435)已經(jīng)可以直接熱處理無(wú)需滲碳。因此可以確定滲碳材含碳量應(yīng)該在0.35%以下。

(5)防碳工藝
非要求滲碳部分的防滲方法一般有3種方法。

①預(yù)留切削加工余量：加工余量值是滲碳層深的1.2～1.5倍。滲碳之后爐冷，對(duì)此部分進(jìn)行切削加工，除去滲碳層，然后再加熱淬火處理。

②鍍銅法：在不需要滲碳的部位鍍銅處理，厚度0. 035～0. 055mm。

③涂料防滲法：對(duì)整體工件先清洗干凈，然后涂抹防滲的部位，增加涂料的附著能力。對(duì)不需要防滲的部位要保持干凈，不要讓涂料濺落到這些表面。一般要求涂料（自然或烘干）干燥以后，滲碳處理。

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

實(shí)踐中很多廠螺紋防碳總是做不好，有一種工藝方法，雖然有點(diǎn)麻煩，但可以有效解決螺紋防碳問(wèn)題。

工藝方法如下：

滲碳完成后，淬火進(jìn)行之前加工出螺紋（加工前余量大于滲碳層深度），然后再進(jìn)行淬火。這樣因?yàn)槁菁y是淬火前加工，所以沒(méi)有硬度可以加工，同時(shí)加工出的螺紋部因?yàn)闆](méi)有滲碳，淬火時(shí)也不會(huì)上硬度。此方法的螺紋防碳效果優(yōu)于防碳泥等常規(guī)防碳手法。但是因?yàn)槭菬崽幚?-機(jī)加工--熱處理的步驟，工序較多。而且很多公司熱處理是外協(xié)來(lái)做，不可能滲碳完拿回來(lái)車螺紋再滲碳，所以這個(gè)方法適用于及其重要的螺紋部防碳。