1  序言

內(nei)氧(yang)化(hua)(hua)是(shi)可控(kong)氣氛滲(shen)碳過(guo)程中的(de)氧(yang)滲(shen)入(ru)工件表面(mian)，與工件表面(mian)的(de)合金元(yuan)素發生(sheng)反(fan)應，形(xing)成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)物造(zao)成(cheng)的(de)。氧(yang)會沿著晶(jing)界(jie)向內(nei)部滲(shen)入(ru)并與合金元(yuan)素發生(sheng)反(fan)應，產生(sheng)晶(jing)間(jian)氧(yang)化(hua)(hua)，晶(jing)間(jian)氧(yang)化(hua)(hua)的(de)深度(du)就是(shi)內(nei)氧(yang)化(hua)(hua)的(de)深度(du)。內(nei)氧(yang)化(hua)(hua)的(de)存在造(zao)成(cheng)附(fu)近區域合金元(yuan)素貧化(hua)(hua)，引(yin)起(qi)被氧(yang)化(hua)(hua)界(jie)面(mian)淬(cui)透性下降(jiang)，淬(cui)火后(hou)形(xing)成(cheng)所(suo)謂的(de)“非馬組織”。典(dian)型內(nei)氧(yang)化(hua)(hua)組織如圖1所(suo)示。

圖1 典型內氧化金相組(zu)織(zhi)（齒頂(ding)，未腐蝕）

“非馬(ma)組織”的(de)產生降(jiang)低了表面強(qiang)度及滲碳件的(de)抗(kang)疲勞性(xing)能，尤其(qi)是彎曲疲勞強(qiang)度，而沿晶界生成的(de)氧化物會降(jiang)低晶間結合力(li)，裂紋易于在這些位置(zhi)生成并擴(kuo)展，從(cong)而造成早期(qi)失效。隨著齒輪(lun)行業尤其(qi)是汽車齒輪(lun)行業對“非馬(ma)組織”的(de)要求越來越嚴格，降(jiang)低滲碳過程中的(de)內氧化、減少(shao)“非馬(ma)組織”成為許多齒輪(lun)和熱處理公(gong)司的(de)難題之一(yi)。

筆者結(jie)合(he)多(duo)年的現場應用(yong)經驗和(he)理論依據，對內氧化的形成進行(xing)了系統分析，針(zhen)對內氧化和(he)“非馬組織”提(ti)出(chu)了可行(xing)的預防措施，希望為(wei)從事相關領域工(gong)作的技術(shu)工(gong)人員提(ti)供參考。

2  內氧化的形成

2.1 形成條件

內氧(yang)化(hua)形成的熱(re)力學條件(jian)為：

1）基(ji)體(ti)金屬(shu)對氧有一(yi)定的溶解度。

2）合金元素與氧的親和力大于基體金屬與氧的親和力。

3）在基體(ti)金(jin)屬中，氧比合金(jin)元素具有更大的(de)擴散(san)系數。

4）在介質(zhi)中氧(yang)勢(shi)高于形成合金(jin)元素(su)氧(yang)化物所需要的氧(yang)勢(shi)。

2.2 形成過程

在(zai)(zai)可控氣氛(fen)滲碳過(guo)程中，介質在(zai)(zai)工(gong)件(jian)表(biao)(biao)(biao)面(mian)發(fa)生了反應，產生氧原子，通(tong)過(guo)表(biao)(biao)(biao)面(mian)吸附、吸收和擴(kuo)散(san)，使工(gong)件(jian)表(biao)(biao)(biao)面(mian)固溶的(de)(de)氧濃(nong)度(du)高于內部，在(zai)(zai)氧濃(nong)度(du)梯度(du)的(de)(de)作用下，氧原子由表(biao)(biao)(biao)及(ji)里擴(kuo)散(san)，當氧濃(nong)度(du)超過(guo)一(yi)定量后，通(tong)過(guo)反應擴(kuo)散(san)，使一(yi)定濃(nong)度(du)的(de)(de)合金或雜(za)質元素(su)被(bei)氧化，從(cong)而形成(cheng)其內氧化物，即“內氧化”。

在(zai)形(xing)成內氧化物的過(guo)程中，還會(hui)存(cun)在(zai)被內氧化合金或雜質(zhi)元素由(you)里向外的長(chang)程逆擴散，引起基體合金或雜質(zhi)元素貧化。

3  內氧化的影響因(yin)素

3.1 滲碳氣氛

氣(qi)體滲(shen)碳(tan)，爐(lu)氣(qi)中(zhong)不可避(bi)免(mian)地含有(you)(you)O2、H2O、CO2等氣(qi)體。當爐(lu)子氣(qi)氛中(zhong)上述組分含量(liang)較高，或(huo)爐(lu)子密封不好，有(you)(you)空氣(qi)侵入，或(huo)零件(jian)表面有(you)(you)嚴(yan)重的氧化皮時，在滲(shen)碳(tan)過程中(zhong)都將發生內氧化。

3.2 合(he)金元素

對(dui)于(yu)溶入鐵中與鐵形成固溶體的(de)(de)(de)(de)合金(jin)元素(su)，由于(yu)他們與氧的(de)(de)(de)(de)親和力比(bi)鐵大，這些合金(jin)元素(su)有(you)被氧化的(de)(de)(de)(de)趨(qu)勢(shi)。在氣體滲碳條件(jian)下合金(jin)滲碳鋼中的(de)(de)(de)(de)Si、Cr、Mn、Ti等(deng)易氧化元素(su)均滿足內氧化發生的(de)(de)(de)(de)熱(re)力學條件(jian)，圖2為930℃加(jia)熱(re)氣氛(fen)中不同合金(jin)元素(su)的(de)(de)(de)(de)氧化勢(shi)。

從圖2中可以看(kan)出，Cr、Mn、Si、Ti可以被氧(yang)化(hua)，而Fe、Mo、Ni、W、Cu則不(bu)被氧(yang)化(hua)。合金元素與(yu)氧(yang)的親和力由強到弱排列(lie)順序(xu)：Ti＞Si＞Mn＞Cr＞Fe＞W＞Mo＞Ni＞Cu。

圖2  930℃加熱氣氛中(zhong)不同合金元(yuan)素氧(yang)化勢

合(he)金元素(su)的(de)(de)種類及含量決(jue)定(ding)了內(nei)氧(yang)(yang)化(hua)層(ceng)的(de)(de)生成(cheng)形態。有研究指出，氧(yang)(yang)化(hua)物的(de)(de)深(shen)度(du)通(tong)常取決(jue)于鋼中(zhong)的(de)(de)Si含量，及與氧(yang)(yang)親和力大的(de)(de)合(he)金元素(su)含量。一方(fang)面(mian)，可(ke)以用(yong)Si的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)來(lai)測定(ding)內(nei)氧(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)深(shen)度(du)，由Mn的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)來(lai)確(que)定(ding)內(nei)氧(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)強(qiang)烈程(cheng)度(du)；另一方(fang)面(mian)，隨著鋼的(de)(de)總氧(yang)(yang)化(hua)勢(shi)的(de)(de)增加，內(nei)氧(yang)(yang)化(hua)深(shen)度(du)具有向更深(shen)方(fang)向發展(zhan)的(de)(de)趨勢(shi)。

3.3 氧分壓

氣氛中有一定的(de)(de)碳勢，就有相(xiang)應的(de)(de)氧(yang)分壓(ya)。在(zai)滲碳時(shi)，氣氛中的(de)(de)氧(yang)分壓(ya)是(shi)決(jue)定氧(yang)化(hua)物形成程度的(de)(de)主要因素，而鋼(gang)中發生內氧(yang)化(hua)的(de)(de)先決(jue)條件是(shi)所處理的(de)(de)鋼(gang)基體不(bu)發生外氧(yang)化(hua)。

資(zi)料表(biao)明，在930℃滲碳(tan)條(tiao)件下，氧(yang)分壓滿足：

對于滲(shen)碳(tan)氣(qi)氛而言，可以(yi)粗略(lve)計算(suan)出(chu)碳(tan)勢(shi)Cp=1%時的(de)氧分(fen)壓(ya)(ya)約為3×10-15Pa。因(yin)此，在合(he)金元(yuan)素以(yi)溶質元(yuan)素形式(shi)存在于滲(shen)碳(tan)鋼中時，內(nei)氧化(hua)不(bu)可避免，但隨著碳(tan)勢(shi)的(de)增加(jia)，氧分(fen)壓(ya)(ya)降低，內(nei)氧化(hua)程度會有所降低。

4  預防(fang)內氧(yang)化(hua)減少“非(fei)馬組織”的措施(shi)

內(nei)氧化(hua)和“非(fei)馬組(zu)織”是(shi)一(yi)個系統問題，要想(xiang)控(kong)制(zhi)內(nei)氧化(hua)和“非(fei)馬組(zu)織”，需要從(cong)多(duo)方(fang)面入(ru)手(shou)才能獲得滿意(yi)的(de)效果。在材(cai)料一(yi)定的(de)情況下，最有效的(de)控(kong)制(zhi)方(fang)法是(shi)減少(shao)氧氣的(de)攝(she)入(ru)量(liang)和縮短工藝時間。

4.1 采(cai)用親氧能力弱的合金元素鋼

從合金元(yuan)(yuan)素(su)(su)與(yu)氧(yang)的親(qin)和力(li)(li)由(you)強(qiang)(qiang)到弱排列順序可以看出，Cr、Mn、Si、Ti等(deng)(deng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)與(yu)氧(yang)的親(qin)和力(li)(li)較強(qiang)(qiang)，而Ni、Mo等(deng)(deng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)滲碳鋼(gang)可大(da)大(da)減輕(qing)內(nei)氧(yang)化程(cheng)度。對于內(nei)氧(yang)化要求嚴格(ge)的滲碳齒輪，應盡量采用CrMo、CrNi、CrNiMo等(deng)(deng)鋼(gang)，避(bi)免采用CrMn、CrMnTi等(deng)(deng)鋼(gang)。在國外(wai)，有(you)專門(men)設計的可減輕(qing)內(nei)氧(yang)化程(cheng)度的滲碳鋼(gang)種，這類(lei)鋼(gang)減少了Cr、Mn、Si等(deng)(deng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)的含(han)量，添加了一定的Mo元(yuan)(yuan)素(su)(su)。

4.2 保證原(yuan)輔材料純度

可(ke)控氣(qi)氛(fen)滲碳處理(li)氣(qi)氛(fen)主要有甲醇(chun)滴(di)注氣(qi)氛(fen)、氮(dan)甲醇(chun)氣(qi)氛(fen)、直生(sheng)式氣(qi)氛(fen)和吸熱式氣(qi)氛(fen)四種。主要工(gong)藝氣(qi)氛(fen)原輔(fu)材(cai)料(liao)有氮(dan)氣(qi)、甲醇(chun)和丙烷（或天然氣(qi)）。

（1）氮氣純度

氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)純度要求達到99.99%以上。應盡量(liang)采用(yong)液氮(dan)(dan)獲得(de)(de)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)，避免采用(yong)制氮(dan)(dan)機獲得(de)(de)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)。在沒(mei)有液氮(dan)(dan)只(zhi)能使(shi)用(yong)制氮(dan)(dan)機的(de)(de)(de)情況下，制氮(dan)(dan)機應購買可靠性高的(de)(de)(de)產品，并嚴格按廠(chang)家的(de)(de)(de)規定對制氮(dan)(dan)機進(jin)行維(wei)護保養。制氮(dan)(dan)機的(de)(de)(de)產氣(qi)(qi)(qi)(qi)量(liang)要考慮到開爐門充氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)峰值使(shi)用(yong)情況，防止由于(yu)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)使(shi)用(yong)量(liang)突然加大導致氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)純度下降。

（2）甲(jia)醇(chun)含水量

甲(jia)醇中(zhong)的水(shui)含(han)(han)量(liang)(liang)要小于0.1%，應盡量(liang)(liang)購買(mai)有純度保障(zhang)的甲(jia)醇，并檢(jian)查每批甲(jia)醇的含(han)(han)水(shui)量(liang)(liang)。

（3）丙烷和(he)天然氣的水和(he)硫含(han)量

對(dui)于甲醇滴(di)注氣(qi)(qi)(qi)氛(fen)(fen)和氮甲醇氣(qi)(qi)(qi)氛(fen)(fen)，丙烷和天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)作為(wei)富化(hua)氣(qi)(qi)(qi)使用。對(dui)于直生(sheng)式氣(qi)(qi)(qi)氛(fen)(fen)和吸(xi)熱式氣(qi)(qi)(qi)氛(fen)(fen)，丙烷和天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)既(ji)作為(wei)富化(hua)氣(qi)(qi)(qi)使用，也是工藝(yi)載(zai)氣(qi)(qi)(qi)的氣(qi)(qi)(qi)源(yuan)。丙烷和天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)供氣(qi)(qi)(qi)公司出廠之前(qian)，已(yi)經對(dui)硫和水分等(deng)有害物質進(jin)行了過濾，在此可(ke)以不關注。

4.3 可控氣(qi)氛(fen)滿(man)足(zu)要求

可控氣氛滲碳處理(li)的設備通常有三類，多(duo)用(yong)爐(lu)、連續爐(lu)和井式(shi)爐(lu)。

（1）氮甲醇(chun)氣氛(fen)

設備廠家推(tui)薦的氮(dan)氣和甲醇比(bi)例一般是(shi)1︰1~1︰1.1（m3/h︰L/h），盡量采用1︰1.1。工(gong)藝(yi)載(zai)氣碳勢(shi)提高(gao)，可以提高(gao)滲碳速度，縮(suo)短(duan)工(gong)藝(yi)時間，從而降(jiang)低內氧化。

（2）吸熱式氣氛

設備(bei)廠家推薦的露點一(yi)般是-3~-5℃，盡量采用(yong)-5℃。工(gong)藝載氣碳勢提高，可以提高滲碳速度(du)，縮短工(gong)藝時間，從而降(jiang)低(di)內(nei)氧化。

（3）直(zhi)生式氣氛(fen)

對于內氧(yang)化要求高的齒輪(lun)零件的可控氣(qi)氛(fen)滲碳，應盡量避免采(cai)用直生(sheng)式(shi)氣(qi)氛(fen)。丙烷在(zai)低于850℃時(shi)不(bu)能充(chong)分裂解，天然(ran)氣(qi)在(zai)低于900℃時(shi)不(bu)能充(chong)分裂解，無法(fa)充(chong)分與氧(yang)氣(qi)發生(sheng)反(fan)應，生(sheng)成足夠的一氧(yang)化碳和(he)氫氣(qi)，導(dao)致爐氣(qi)呈(cheng)氧(yang)化性氣(qi)氛(fen)。

對(dui)于多用爐(lu)(lu)(lu)，如果已經是直(zhi)生(sheng)式(shi)氣氛(fen)，可以找設備廠家對(dui)爐(lu)(lu)(lu)子進行改(gai)造，在裝爐(lu)(lu)(lu)升溫(wen)階段(duan)(duan)關(guan)閉空氣-丙烷(wan)（或天然(ran)氣）混合閥，只通甲醇(chun)，減少零件在升溫(wen)階段(duan)(duan)的氧化。待(dai)爐(lu)(lu)(lu)溫(wen)升到滲碳溫(wen)度后，再轉換成直(zhi)生(sheng)式(shi)氣氛(fen)。

對于井式爐(lu)，裝爐(lu)升溫(wen)排氣階段應該(gai)使用(yong)甲醇(chun)排氣，待爐(lu)溫(wen)升到滲碳溫(wen)度時(shi)，再轉(zhuan)換成直生式氣氛。

裝(zhuang)爐(lu)升溫階段只通(tong)甲(jia)醇，還(huan)可以大大減(jian)輕炭(tan)黑的產生，因(yin)為丙烷(wan)和天然氣在低溫時不能充分裂解，極易產生炭(tan)黑。

對于推桿式(shi)連續爐(lu)，升溫加熱區(qu)采用甲(jia)醇氣(qi)(qi)氛，強(qiang)滲、擴散區(qu)采用直生式(shi)氣(qi)(qi)氛，降溫區(qu)采用甲(jia)醇或(huo)氮(dan)甲(jia)醇氣(qi)(qi)氛，是一個比較好的搭配(pei)。

4.4 提高爐壓

提(ti)高爐(lu)壓(ya)可(ke)以提(ti)高滲碳速度(du)，縮(suo)短工藝時間，從(cong)而降低內氧化。爐(lu)壓(ya)應(ying)該控制在200Pa以上(shang)，通常(chang)要達到(dao)250Pa。不過有(you)的爐(lu)子受結構限制，爐(lu)壓(ya)無(wu)法達到(dao)這個壓(ya)力。

4.5 合(he)理的熱(re)處(chu)理工藝(yi)

高(gao)(gao)滲碳溫(wen)度(du)、高(gao)(gao)碳勢(shi)、高(gao)(gao)淬火溫(wen)度(du)能有效降低內(nei)氧化。

（1）高的(de)滲碳溫度

提(ti)高滲(shen)碳溫度，降低滲(shen)碳工藝時(shi)間，是控制內氧化的(de)有效方法。20CrMnTi鋼滲(shen)碳溫度可以到930℃。

對于多(duo)用(yong)爐(lu)和井式爐(lu)，如(ru)果爐(lu)子保溫(wen)(wen)性(xing)能(neng)(neng)特(te)別好(hao)的，淺層(ceng)(ceng)滲(shen)(shen)(shen)碳（滲(shen)(shen)(shen)層(ceng)(ceng)深度≤0.6mm）時(shi)提高滲(shen)(shen)(shen)碳溫(wen)(wen)度并不能(neng)(neng)降(jiang)低滲(shen)(shen)(shen)碳過程時(shi)間(jian)(jian)，因為提高滲(shen)(shen)(shen)碳溫(wen)(wen)度會增(zeng)加升(sheng)溫(wen)(wen)和降(jiang)溫(wen)(wen)時(shi)間(jian)(jian)，特(te)別是降(jiang)溫(wen)(wen)時(shi)間(jian)(jian)會大幅(fu)增(zeng)加。一(yi)個智能(neng)(neng)滲(shen)(shen)(shen)碳模擬(ni)(ni)控制軟(ruan)件是必(bi)要(yao)的，它可以模擬(ni)(ni)出整個滲(shen)(shen)(shen)碳過程，從而編制出最合理的滲(shen)(shen)(shen)碳工藝(yi)。

對(dui)于推桿式連續爐，提高強滲(shen)和擴散區溫度(du)(du)，縮短節(jie)拍，可(ke)以有效降低內氧化。不過需(xu)兼顧降溫區零件要降到淬火溫度(du)(du)并均溫。

（2）高碳勢

爐內氣氛碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢(shi)(shi)(shi)(shi)和氧分壓成反比關系，碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢(shi)(shi)(shi)(shi)越高(gao)則氧分壓越低。高(gao)的碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢(shi)(shi)(shi)(shi)會大大降(jiang)低內氧化(hua)的動力(li)。編制工藝(yi)時，無(wu)論(lun)是升溫(wen)階段還是強(qiang)滲階段，都應該(gai)盡量采用(yong)高(gao)碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢(shi)(shi)(shi)(shi)。高(gao)碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢(shi)(shi)(shi)(shi)同(tong)(tong)樣(yang)可(ke)以(yi)縮短工藝(yi)時間，也可(ke)以(yi)降(jiang)低內氧化(hua)。有一個溫(wen)度碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢(shi)(shi)(shi)(shi)炭黑析出(chu)點(dian)曲線，將強(qiang)滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢(shi)(shi)(shi)(shi)設置到炭黑析出(chu)點(dian)的95%，既(ji)可(ke)以(yi)保證高(gao)碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢(shi)(shi)(shi)(shi)，又可(ke)以(yi)保證不(bu)會析出(chu)嚴重(zhong)積碳(tan)(tan)(tan)(tan)。智能滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)模擬控制軟(ruan)件，可(ke)以(yi)自(zi)動控制在不(bu)同(tong)(tong)滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)溫(wen)度下以(yi)最高(gao)碳(tan)(tan)(tan)(tan)勢(shi)(shi)(shi)(shi)滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)。

（3）強滲(shen)擴散(san)時間比例

對于(yu)多用爐和井(jing)式爐，應(ying)降低(di)擴(kuo)(kuo)散時(shi)(shi)間在工藝過程中所占比(bi)例(li)。對于(yu)滲層要求低(di)于(yu)0.6mm的，可以不需要擴(kuo)(kuo)散階段(duan)，直接從(cong)降溫開始降碳(tan)(tan)勢(shi)擴(kuo)(kuo)散。強滲擴(kuo)(kuo)散時(shi)(shi)間比(bi)例(li)的調(diao)整，要保證(zheng)滲碳(tan)(tan)后零件從(cong)表(biao)面(mian)(mian)到心部碳(tan)(tan)濃(nong)(nong)度(du)梯(ti)度(du)曲線，既不要下降太(tai)(tai)陡，又不要出(chu)現次表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)(nong)度(du)高(gao)于(yu)表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)(nong)度(du)。下降太(tai)(tai)陡，說(shuo)明(ming)擴(kuo)(kuo)散時(shi)(shi)間過長，工藝時(shi)(shi)間還可以縮短。次表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)(nong)度(du)高(gao)于(yu)表(biao)面(mian)(mian)碳(tan)(tan)濃(nong)(nong)度(du)，說(shuo)明(ming)擴(kuo)(kuo)散時(shi)(shi)間不夠，淬火后表(biao)面(mian)(mian)應(ying)力會(hui)呈現拉應(ying)力狀態，從(cong)而降低(di)疲勞(lao)壽(shou)命。

對于推桿式(shi)連續爐，由于分(fen)區無法(fa)改(gai)變(bian)，這(zhe)個比例(li)調整的可能性很小。

（4）高(gao)的(de)淬火溫度

高的(de)(de)(de)(de)淬(cui)火(huo)(huo)溫度，既可以(yi)提(ti)高過淬(cui)火(huo)(huo)的(de)(de)(de)(de)過冷度，提(ti)高零件淬(cui)透深度，降(jiang)低(di)(di)“非馬組織”的(de)(de)(de)(de)產生，又可以(yi)縮短(duan)降(jiang)溫時(shi)間，起到降(jiang)低(di)(di)內氧化(hua)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)。

4.6 熱處理設備的保(bao)證(zheng)

（1）良好的密封性

設備(bei)的密封(feng)性(xing)差會在滲碳處理過程中(zhong)帶入過多(duo)的氧氣，對內氧化影響很大。應每3個(ge)月(yue)對設備(bei)進行一次(ci)檢漏并最(zui)大限度地堵住漏點(dian)。密封(feng)性(xing)不好還會降低(di)爐壓(ya)，延長工藝時間，從(cong)而加重(zhong)內氧化。

（2）開爐門充安(an)全氮氣

大(da)多數(shu)多用爐(lu)(lu)(lu)，都(dou)(dou)設置(zhi)了開(kai)(kai)爐(lu)(lu)(lu)門(men)（所(suo)有爐(lu)(lu)(lu)門(men)）充(chong)安全氮(dan)氣(qi)(qi)的(de)(de)功(gong)(gong)能(neng)，以(yi)抵御(yu)開(kai)(kai)爐(lu)(lu)(lu)門(men)時(shi)(shi)爐(lu)(lu)(lu)內產生負(fu)壓而(er)吸(xi)(xi)入(ru)過多的(de)(de)氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)發生爆炸的(de)(de)危(wei)險(xian)。但是開(kai)(kai)爐(lu)(lu)(lu)門(men)充(chong)氮(dan)氣(qi)(qi)功(gong)(gong)能(neng)，很多設備廠家都(dou)(dou)設置(zhi)成只對(dui)淬(cui)火室(shi)(shi)(shi)充(chong)氮(dan)氣(qi)(qi)，而(er)不(bu)對(dui)加(jia)熱(re)室(shi)(shi)(shi)充(chong)氮(dan)氣(qi)(qi)，導致加(jia)熱(re)室(shi)(shi)(shi)不(bu)能(neng)及時(shi)(shi)抵御(yu)負(fu)壓的(de)(de)產生而(er)吸(xi)(xi)入(ru)大(da)量氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)，同時(shi)(shi)吸(xi)(xi)入(ru)的(de)(de)氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)也不(bu)能(neng)及時(shi)(shi)排出。因此，要嚴格控制內氧(yang)(yang)化，就要控制加(jia)熱(re)室(shi)(shi)(shi)氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)的(de)(de)吸(xi)(xi)入(ru)量，開(kai)(kai)爐(lu)(lu)(lu)門(men)充(chong)氮(dan)氣(qi)(qi)的(de)(de)管路(lu)應(ying)改到加(jia)熱(re)室(shi)(shi)(shi)，或加(jia)熱(re)室(shi)(shi)(shi)和淬(cui)火室(shi)(shi)(shi)同時(shi)(shi)充(chong)氮(dan)氣(qi)(qi)。設置(zhi)一(yi)個甲(jia)醇旁(pang)路(lu)，開(kai)(kai)爐(lu)(lu)(lu)門(men)充(chong)氮(dan)氣(qi)(qi)的(de)(de)同時(shi)(shi)，打開(kai)(kai)甲(jia)醇旁(pang)路(lu)向加(jia)熱(re)室(shi)(shi)(shi)追(zhui)加(jia)甲(jia)醇，更有利于加(jia)熱(re)室(shi)(shi)(shi)爐(lu)(lu)(lu)壓的(de)(de)快速恢復和氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)的(de)(de)快速排出。

（3）通入氨氣

滲碳末期通入氨氣，提高零件表面淬(cui)透性，可以減少“非馬組(zu)織”。氨氣需進行純化(hua)處(chu)理，以除(chu)去(qu)氨氣中的水分。

（4）關(guan)閉平(ping)衡空氣(qi)

甲醇滴(di)注氣(qi)(qi)氛(fen)(fen)、氮甲醇氣(qi)(qi)氛(fen)(fen)和吸熱式氣(qi)(qi)氛(fen)(fen)滲碳(tan)設備，都設有平(ping)衡(heng)空氣(qi)(qi)。滲碳(tan)處理過程全程關閉平(ping)衡(heng)空氣(qi)(qi)，可以減少(shao)內(nei)氧化。另外，關閉平(ping)衡(heng)空氣(qi)(qi)，還可以減少(shao)富化氣(qi)(qi)的用量，降低爐內(nei)積(ji)碳(tan)。

4.7 淬火(huo)冷卻方式

采用強烈的淬火方式，可(ke)以提高淬硬(ying)深(shen)度，減少“非馬組(zu)織”。快速淬火油(you)在相同滲(shen)碳(tan)工藝情(qing)況下“非馬組(zu)織”優于(yu)等溫分級淬火油(you)。快速淬火油(you)還(huan)可(ke)以提高有效硬(ying)化層深(shen)度，降低工藝時間，從(cong)而降低內氧化。

4.8 后處理

強(qiang)力拋丸和強(qiang)力噴丸處理，可以降(jiang)低“非馬組織”深度。

5  結束語

1）內(nei)氧化是由可控氣氛滲碳(tan)時介質中的(de)氧與(yu)工件(jian)表面(mian)反應、吸附、擴散等過程(cheng)而形成的(de)，主(zhu)要(yao)受(shou)滲碳(tan)氣氛、合金元素和氧分(fen)壓等因素影響。

2）在材(cai)料一定(ding)的(de)情況下(xia)，改善內氧化和“非(fei)馬(ma)組織”最(zui)有效的(de)途徑是減(jian)少(shao)氧氣的(de)攝入量和縮短(duan)工(gong)藝時(shi)間，具體從以(yi)下(xia)方(fang)面考慮(lv)：

①采用親氧能力弱的合金(jin)元素鋼。

②保證原輔材料純度(du)。

③可控氣氛滿足(zu)要求。

④提高爐(lu)壓。

⑤選(xuan)擇(ze)合理的熱處(chu)理工藝。

⑥熱處理設(she)備(bei)的保證(zheng)。

⑦合適的淬火冷卻方式。

⑧后處(chu)理。