齿轮渗碳与碳氮共渗的优劣比较（加分讨论）
齿轮渗碳与碳氮共渗的优劣比较：请大家讨论下齿轮碳与碳氮共渗的优劣比较？说明各工艺方法的好处，操作可行性，成本，等方面的优劣
并请大家把碳氮共渗的工艺、设备、工装提出来，大家相互参照讨论下~~谢谢！！
[ 本帖最后由 sdust 于 2007-11-19 11:59 编辑 ]
回复 #1 shiyilang007 的帖子
渗碳与碳氮共渗在齿轮生产中很常见，请大家就楼主的提问发表自己的高见，共同学习，一起进步！:handshake 渗碳:适合层深较深的零件,较大的零件.碳氮共渗适合层深较浅的零件,或较小的零件.所有能做渗碳的炉子都可以做碳氮共渗,只需要增加一路氨气管路就可以.而且碳氮共渗比渗碳用时间短就能达到相同的层深要求.这样可以节约成本和占用炉子的时间.
碳氮共渗处理温度比渗碳低,对于变形要求较高的零件,效果不错!
回复shiyilang007
如楼上所说:渗碳:渗层一般深点0.6以上多采用,工艺种类较多,根据各种零件各种炉子各有区别:简述一种井式炉工艺:炉子:井式炉;功率:75KW:渗层要求:0.8~1.2
工艺如下:空炉900度,装工件,一段碳势0.6,温度920,时间5分钟,采用碳势和温度到记时(注排气一般40~90分钟,关孔后建立碳势工件也可以有段时间均温);二段碳势1.15,温度920,时间420分钟,采用碳势到记时;三段碳势0.80,温度850,时间30分钟,采用温度到记时.
碳氮共渗:渗层较浅一般0.6以下,工艺也很多,只举一种我用过的吧!
炉子:井式炉;功率:75KW:渗层要求:0.3~0.5;
工艺如下:空炉升温到900装工件,一段碳势0.0,温度860,时间90分钟,采用温度到记时(注排气一般40~90分钟,关孔后建立碳势工件也可以有段时间均温);二段碳势1.15,温度860,时间240分钟,采用碳势到记时;三段碳势0.80,温度850,时间30分钟,采用温度到记时. 具体的通氨气是什么时候,流量大小请大家详细说明,谢谢!愿共同进步.. 渗层要求0.6mm以上零件也可以进行碳氮共渗，但为了缩短处理周期，可以先在930℃左右渗碳，然后降温到850℃左右进行碳氮共渗，再出炉淬火即可。 我个人理解：
碳氮共渗其主要目的就是为了解决渗碳的变形问题，当某些产品的变形要求比较高的时候，渗碳时温度较高，其淬火必然造成很大变形，才有了碳氮共渗的工艺，其深层一般比较浅，多的用0.8-1.2以下，而渗碳可以做到很深，甚至5-6mm，如果碳氮共渗要达到那么深，时间会很长，当然不可否认碳氮共渗还有些渗碳不能比拟的优势；
渗碳和碳氮共渗？
渗碳和碳氮共渗哪个好？不能一概而论。1 氮氮共渗不出现缺陷的前提下耐磨性、表面硬度要高于渗碳，接触疲劳强度高于渗碳齿轮。有大量的学术论文报道。
2 碳氮共渗容易出现“三黑”致命缺陷，工艺过程对设备要求很严格。在国内碳氮共渗与渗碳在井式炉中应用非常普遍，但要注意关注“三黑”并解决的的不多，与生产产品要求不高有关，在齿轮行业就要求很严。
3 浅层零件（0.15-0.5mm）多采用C-N共渗，表面硬度容易达到。
4 井式炉、多用炉后期通氨进行碳氮共渗目的是为了解决非马层深超标问题，与中温碳氮共渗工艺有区别。
5 连续推盘线不推荐采用碳氮共渗，我个人观点弊大于利，容易造成沿晶非马超标。
6 同样的服役条件，碳氮共渗层深要比渗碳的浅一些为好。因此，比较节能应该大力推广，国外也如此，这就需要我等同行在“三黑” 控制上做得更好。
7 在重载齿轮／构件上，渗碳淬火仍然是绝对首选工艺。
回复#8
:victory: motion_0576 朋友阅历深厚，实践经验丰富，高度概括，每一条都是经典总结，是一篇水平很高的解答回帖。学习了！回复 #1 shiyilang007 的帖子
我认为之所以选择渗碳或者碳氮共渗是由零件的工作条件来决定的，通常渗碳层深度较碳氮共渗层深度深也是这个原因。这两种工艺的目的都是提高零件的表面硬度从而提高耐磨性和接触疲劳强度。比较大的零件（齿轮），工作时承受的应力比较大，特别是需要承受交变应力时需要硬度教低、韧性较好、抗冲击性能教强的渗碳层，温度较高，渗层深度通常也会较深。而一些小的零件，通常承受的应力也会比较小，特别是承受接触摩擦，恒定应力时，设计者就会更趋向于选择表面硬度较高，耐磨性能更好，脆性较大，韧性以及抗冲击性能较差的碳氮共渗工艺，温度较低，渗层深度较浅。这只是我个人的理解，希望大家批评指正。 相对而言,碳氮共渗温度低,变形小,且耐磨性和疲劳强度比渗碳高;
但碳氮共渗只适合于浅层深产品(一般不大于1mm,而渗碳适用于各种层深的产品),且碳氮共渗产品抗冲击能力较渗碳产品差.
而成本方面相差不大. 渗碳和碳氮共渗哪个更有优势？
碳氮共渗时渗层中的含N奥氏体比渗碳的奥氏体具有更高的稳定性，淬火冷却时不易分解形成非马组织，同时N的渗入使渗层的临界冷却速度显著降低，提高了渗层的淬硬性和淬透性，可采用较低的冷却速度或采用淬透性较低的钢。
对齿轮尤其是汽车齿轮而言，影响齿面强度最主要的因素是大约300℃时的抗软化能力，碳氮共渗因奥氏体中加入了N，淬火后形成含N的马氏体，其显微结构比渗碳淬火形成的马氏体细得多，在随后的回火过程中从基体中沉淀析出α″-Fe16N2或γ′-Fe4N，具有优良的抗软化性能，所以其接触强度明显高于渗碳齿轮。 渗碳是为了增加钢件表层的碳含量和一定的碳浓度梯度，将钢件在渗碳介质中加热并保温，使碳原子渗入表层的化学热处理工艺。渗碳零件一般用含碳量为0.15-0.25%的低碳结构钢（如20、20Cr钢等）制造，渗碳后必须淬火回火，才能使零件表面硬度高、耐磨，而心部韧性好。
碳氮共渗是在较低的温度（520-570度）向工件表层渗入氮和碳，并以渗氮为主的热处理工艺。渗层硬度较低，脆性较小。主要优点是温度低，时间短，工件变形小，不受钢种限制。但碳氮共渗的渗层较薄，不宜承受重载荷。
请教motion
您所说的碳氮共渗中的“三黑”是指哪三黑啊？ 渗碳和碳氮比较1 氮氮共渗不出现缺陷的前提下耐磨性、表面硬度要高于渗碳，接触疲劳强度高于渗碳齿轮。
2 碳氮共渗容易出现“三黑”致命缺陷，工艺过程对设备和原材料的要求很严格。
3 浅层零件更适合采用C-N共渗，而深层零件更适合采用渗碳。
4 井式炉、多用炉后期通氨进行碳氮共渗目的是为了解决非马层深超标问题，与中温碳氮共渗工艺有区别。
5、在变形方面碳氮共渗要比渗碳好。
6、碳氮共渗使用成本要比渗碳高。
回复 #14 shangjay 的帖子
是指黑相（又叫黑洞）、黑带、黑网。另有资料将黑带细分为表面黑带、过度区黑带。
回复 #13 chenyang2008 的帖子
你说的是渗碳和氮碳共渗吧？:lol 氮碳共渗和碳氮共渗的工艺是不一样的！:loveliness: 中温氰化优点:1.氰化时C.N同时向钢中扩散,而且N提高C的扩散速度.短时间便能达一定深度.速度比单独深碳快.
2.N扩大γ区.降低临界点 加热温度比渗碳低.零件晶粒不粗.可直接淬火.减少热处理工序.其生产周期比渗碳短.且零件变形也小.
3N提高奥氏体稳定性.增加淬透性.可用较低的冷速淬火降.低淬火变形开裂倾向.
不足之处:
1.易 产生非马氏体组织(黑洞.黑带等黑色组织)降低硬度及疲劳寿命.
2.当碳达一定浓度时.渗N极少.由于温度低C的扩散放慢不及渗碳.一般只用于承载力较轻渗层较浅的零件.
渗碳-----由于渗碳温度高(一般900---950℃)对于载荷较大.疲劳强度要求高.渗层深的渗碳件其速度明显高于氰化.但是由于渗碳温度高.晶粒粗大.直接出炉淬火马氏体粗大.采用二次加热淬火细化了组织.但重复加热又加大变形量同时还增加成本.延长生产周期.
渗碳.氰化各有所长.具体应用时根据零件使用要求选择.
回复 #13 chenyang2008 的帖子
应该将碳氮共渗改成氮碳共渗（软氮化），因为碳氮共渗以渗碳为主的，温度一般在840-880℃共渗。 还要看所处理的齿轮的力学性能要求，如车床传动齿轮采用渗碳即可，变速箱齿轮则采用渗氮或碳氮共渗比较合适。
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