JBT7500-94.pdf

J8 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 J B/ T 7 5 0 0 一9 4 低温化学热处理工艺方法 选择通则 1 9 9 4 - 1 0 - 2 5发布 1 9 9 5 - 1 0 - 0 1实施 中华人民共和国机械工业部发布 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 低温化学热处理工艺方法 选择通则 J B/ T 7 5 0 0 一9 4 1 主题内容与适用范围 本标准规定了低温化学热处理工艺方法选择的一般通则。 本标准适用于碳素钢、 合金结构钢、 工模具钢、 不锈钢和铸铁等材料制成的工件的气体渗氮、 离子渗 氮、 气体氮碳共渗、 盐浴硫氮碳共渗及电解渗硫等低温化学热处理工艺方法的选择。 2 引用标准 G B 7 2 3 2金属热处理工艺术语 G B 8 1 2 1热处理工艺材料名词术语 J B 4 1 5 5气体氮碳共渗工艺 J B / T 6 9 5 6离子渗氮 Z B J 3 6 0 0 6钢的气体渗氮处理 Z B / T J 3 6 0 1 8 盐浴硫氮碳共渗 3术语 3 . 1 低温化学热处理 将钢铁工件置于低于A c , 温度的活 性介质中保温， 渗入一 种或几种元素以改变表层化学成分、 组 织和性能的热处理工艺。 3 . 2 咬合 摩擦副在摩擦力作用下， 其两个擦伤表面出现粘合， 摩擦副的相对运动受阻的现象。 3 . 3咬死 因咬合而导致摩擦表面“ 冷焊” ， 表面产生严重粘着或转移使相对运动停止的现象。 3 . 4 接触疲劳 材料在循环接触应力作用下， 产生局部永久性累积损伤， 经一定循环次数后， 接触表面发生麻点、 浅 层或深层剥落的过程。 35 弯曲疲劳 工件在脉冲或交变弯曲应力作用下萌生裂纹， 因裂纹扩展而导致断裂的过程。 3 . 6 粘着磨损 在摩擦副相对运动中， 接触表层发生塑性变形， 表面的氧化膜被破坏， 从拉毛、 擦伤发展到材料由一 表面转移至另一表面所导致的磨损。 4 选择工艺方法的一般原则 4 . 1 根据工件的服役条件、 失效形式与渗层的特性选择工艺 4 . 1 . 1 用碳素结构钢或低合金结构钢制造的低速或轻载荷下工作， 但有耐磨要求的工件， 在成品状态 选用气体氮碳共渗或盐浴硫氮碳共渗。低合金结构钢工件， 亦可采用离子渗氮。 机械工业部 1 9 9 4 - 1 0 - 2 5批准1 9 9 5 - 1 0 - 0 1实施 1 J B / T 7 5 0 0 一9 4 4 . 1 . 2 承受重载荷并要求耐磨性与抗疲劳性高的工件， 应采用离子渗氮或气体渗氮。 4 . 1 . 3 承受中等弯曲、 扭转和一定冲击载荷， 且工作表面承受磨损的轴类工件， 应采用气体氮碳共渗、 盐浴硫氮碳共渗或离子渗氮( 碳素结构钢工件除外) 。 4 . 1 . 4 承受很高的弯曲、 扭转和一定冲击载荷， 工作面易磨损的工件( 如大马力柴油机曲轴) ; 承受很高 的弯曲、 扭转和一定冲击载荷， 转速高， 精度高的工件( 如坐标幢床主轴等) 应采用气体渗氮或离子渗氮。 4 . 1 . 5 用含铬、 铝、 钒的合金结构钢制造的承受高接触载荷和弯曲应力， 且要求变形小的工件( 如大模 数重载齿轮齿轴等) 采用深层离子渗氮或气体渗氮。 4 . 1 . 6 要求减摩、 自 润滑性能高的工件， 应选用 盐浴硫氮碳 共渗。 4 . 1 . 7 单纯要求耐蚀性好的工件， 可用碳素钢制造并进行抗蚀渗氮， 但化合物层应以 。 相为主， 且致密 区厚度在 1 0 da m以 上。 4 . 1 . 8 承受较轻与中等载荷， 以粘着磨损为主要失效形式的工件， 应采用盐浴硫氮碳共渗或气体氮碳 共渗 。 4 . 1 . ， 以粘着磨损为主要失效形式的模具( 如高精度冷冲模、 冷挤模、 拉伸模、 塑料及非铁金属成型模 等) 和刀具( 回火温度低的碳素工具钢、 低合金工具钢冷作模具除外) ， 应选用盐浴硫氮碳共渗或气体氮 碳共渗; 以热磨损与冷热疲劳为主要失效形式的模具( 如铜合金挤压模与压铸模等) 应采用离子渗氮或 气体渗氮。 4 . 1 . 1 0 低温电解渗硫主要用于经过渗碳、 淬火; 渗氮; 整体或表面淬火以及调质的工件， 达到降低表面 摩擦系数， 提高抗擦伤、 抗咬合能力的目的。 4 . 1 . 1 1 五种低温化学热处 理渗层 性能 的对比见 表 1 , 几种典型工件( 如齿轮、 轴类、 冷热模具等) 的适用工艺参见附录 A( 参考件) 、 附录 B ( 参考件) 、 附录 C ( 参考件) 。 表 1 五种低温化学热处理渗层性能对比 工 艺 名 称 减摩、 抗咬合 及自润滑性能 弯曲疲劳 强度 接触疲劳 强度 冲击疲劳 强度 冷热疲劳 强度 抗粘着 磨损性能 气体渗氮优 良优良优 良良良 离子渗氮 良 优良优 良较差优良中 盐浴硫氮碳共渗优良中中良优 良 气体氮碳共渗优良优良中良优 良优 良 低温电解渗硫优良 抗咬合性能 优良， 不耐磨 工 艺 名 称 抗磨粒 磨损性能 表面硬度 HVO . 1 ( 不低于) 渗 层 深 度 n 】 口】 碳素结构钢 合金结构钢 合金工具钢 气体渗氮 良4 0 07 0 09 5 0 一般0 . 3 -0 . 5 ， 特殊。 . 5 0 . 7 离子渗氮 良4 0 07 0 09 5 0 一般。 . 2 -0 . 4 ， 特殊。 . 4 -0 . 8 盐浴硫氮碳共渗较差 4 5 06 5 09 5 0(0. 3 气体氮碳共渗较差 4 5 06 5 09 5 0簇0 . 3 低温电解渗硫很差 (0 . 0 2 4 . 2 根据工件的材料及技术要求选择工艺 4 . 2 . 1 碳素钢工件， 不应选用气体渗氮( 抗蚀渗氮除外) 或离子渗氮， 应采用气体氮碳共渗或盐浴硫氮 2 d B / T 7 5 0 0 一9 4 碳共渗。 4 . 2 . 2 铸铁工件， 回 火温度低于 5 2 0 的弹簧钢 等工件， 应选用气体氮碳共渗或离子渗氮。 4 . 2 . 3 形状复杂件 ， 有深孔、 小孔、 细狭缝或盲孔的需硬化工件， 不应选用离子渗氮。 4 . 2 . 4 需要局 部渗或局部防渗的工件， 不应选用盐浴硫氮碳共渗。 4 . 2 . 5 要求有效硬化层深度大于 。 . 3 5 mm的工件应选用离子渗氮或气体渗氮; 要求渗层较浅的工件 选用盐浴硫氮碳共渗或气体氮碳共渗， 也可选用离子渗氮。 4 . 3 根据工件的 尺寸和生产批量选择工艺 4 . 3 . 1 工件尺寸较大且批量生产， 应用气体渗氮或离子渗氮。 4 . 3 . 2 品种单一且大批量生产， 可选用气体氮碳共渗; 工件大小不一， 品种多， 宜采用盐浴硫氮碳共渗。 4 . 4 根据综合经济效益选择工艺 从生产效率、 生产周期、 能源消耗、 设备投资、 生产成本及环境保护等因素综合考虑， 因厂制宜地合 理选择工艺， 见表 2 e 表 2 五种低温化学热处理工艺方法的综合经济效益比较 工 艺 名 称 设备繁简 及投 资额 生产周期及 节能 、 节 材潜 力 生产效率 劳动条件及 对 环境有无污染 成本 实现连续作 业生产难易 娜一挑一湘一挑-鹅 气体渗 氮 一 般， 投 周 期长， 能 耗较大。 节 资额不大 1 材潜力小 较 低较好， 无污染较高 离子 渗氮 较复杂， 投 资额较 大 周期较短， 比气体渗氮 节能约 1 / 3 较高好， 无污染较高 盐浴硫氮碳共渗 简单， 投 资额较小 周期短， 能耗比气体法 小， 部分工件可用碳钢制 造， 经共渗后代替不锈 钢、 青 铜 一般， 共渗后在氧化浴 等温则清洗水可直接排 放， 否则应先加 F e S O 。 中 和 较 低 气体氮碳共渗 一般， 投 资额不大 周期较短 部分工件用 碳钢制造， 经共渗后代替 不锈 钢 较高 较好， 排气口点燃并先 用榕剂萃取氢氰酸. 则不 污染大 气 低温电解渗硫 简单 ， 投 资额较小 周期 短， 能耗低高较好 . 无污染较低 5 低温化学热处理工艺的实施 分别 参照Z B J 3 6 0 0 6 , J B / T 6 9 5 6 , J B 4 1 5 5 , Z B / T J 3 6 0 1 8 等相关S艺标准执行。 低温电解渗硫工艺 可参考有关工艺执行。 J B / T 7 5 0 0 一9 4 附录A 适用于齿轮的低温化学热处理工艺 ( 参考件) A l 适用于齿轮的低温化学热处理工艺见表 Al . 表 Al 齿轮负荷 M Pa 模数范围 刀n1 、 材料 渗层主要性能 推荐的工艺 齿轮达到的疲劳强度极限 接触疲劳极限 MP a 弯曲疲劳极限 M Pa 渗层组织 渗层深度 mn1 低负荷齿轮 1 00 0 9 1 2 合金结构钢 表层 以 Y ' 化合物为主 0 . 5 深层离子渗氮 1 2 0 0- 1 5 0 02 5 0 - 3 3 0 附录B 适用于轴类工件的低温化学热处理工艺 ( 参考件 ) B 1 适用于轴类工件的低温化学热处理工艺见表 B 1 , 表 Bl 工 件 名 称失效形式材料 渗层主要性能 推荐的工艺 表面硬度HV 0 . 1渗层深度 m m 拖拉机曲轴 疲 劳、 磨损 QT6 0 0 - 3妻7 0 00 . 1 5 - 0 . 2 0 气体氮碳共渗; 盐俗硫氮碳共渗 455 0 00 . 2 5 - 0 . 3 5 大功率机车及 船用柴油机曲轴 疲 劳、 磨损 3 8 C r Mo Al 4 0 Cr N i M o 3 5 C , Ni 3 W 妻9 0 0 0 . 4 0 . 6 离子渗氮 气体渗氮 撞床与机床 主轴 磨报 、 疲 劳 3 8 C r Mo Al 3 8 Cr W VAI ) 1 0 0 0 0 . 4 - 0. 6 气体渗氮 离子渗氮 传动轴 齿轮轴 疲 劳 4 0 Cr 3 8 Cr Mo AI 4 0 Cr Ni Mo 李8 0 0 I 0 . 2 - 0. 4 离子渗氮 气体氮碳共渗 盐浴硫氮碳共渗 能量调节杆 咬死 、 磨损、 疲劳 455 00 - 6 0 0 0 . 2 - 0. 3盐浴硫氮碳共渗 J B / T 7 5 0 0 一9 4 附录C 适用于模具的低温化学热处理工艺 ( 参考件 ) C1 适用于模具的低温化学热处理工艺见表 Cl , 表 C1 模 具 类 别 主要失效形式 材料 渗层主要性能 推荐的工艺 表面硬度H V 0 . 1 渗层深度 m m 高精度冷冲模 冲击疲劳 粘着磨损 Cr 1 2 Mo Cr 1 2 Mo V W6 Mo 5 Cr 4 V2 W 1 8 Cr 4 V 6 5 N b )1 0 0 0 0 . 0 8 -0 . 1 2 ， 化合物 层深0 . 1 5 . 化合物 层深 8 p m 离子渗氮 盐浴硫氮碳共渗 气体氮碳共渗 塑料成型模粘着磨损 4 0 C r , 4 5 钢 4 0 M n2 )6 0 0 0 . 2 0 - 0 . 2 5 ， 化合 物层深-8 p - 盐浴硫氮碳共渗 气体氮碳共渗 附加说明: 本标准由全国热处理标准化技术委员会提出并归口。 本标准由机械工业部武汉材料保护研究所负贵起草， 郑州机械研究所与北京机电研究所参加起草。 本标准主要起草人W 9 振声、 胡以正、 陈秀玉、 修晓辉、 林峰。