渗碳是一种表面热处理工艺，通过向工件表面渗入碳原子，提高其表面硬度和耐磨性。以下是渗碳处理工艺的详细介绍：
1. 渗碳原理
渗碳过程包括三个基本阶段：
分解：渗碳介质（如甲烷、乙烷等）在高温下分解，产生活性碳原子。
吸附：活性碳原子被工件表面吸收，溶入表层奥氏体中，增加表层的含碳量。
扩散：由于表层和心部的含碳量存在浓度差，碳原子向内部扩散，形成高碳表面层。
2. 渗碳工艺流程
预处理：
对工件进行清洗，去除表面油污和杂质。
对工件进行预热处理，如正火或退火，以改善组织和调整硬度。
装炉：
将工件装入渗碳炉内，确保工件之间有足够的间隙，以保证热量和碳原子的均匀分布。
渗碳：
启动渗碳炉，通入渗碳介质（如甲烷、乙烷、煤油等）。
控制渗碳温度，通常在850℃到1050℃之间。温度越高，渗碳速度越快，但可能导致工件变形。
通过控制渗碳时间和温度，实现所需的渗碳层深度和碳浓度梯度。
淬火：
渗碳完成后，工件需要进行淬火处理，以获得高硬度的马氏体组织。
淬火温度通常在820℃到850℃之间。淬火介质可以是油、水或空气。
淬火后，工件表面形成高硬度的马氏体，心部保持一定的韧性。
回火：
为了消除淬火应力，提高工件的韧性，需要进行回火处理。
回火温度通常在150℃到250℃之间。
3. 渗碳温度控制
渗碳温度范围通常在850℃到1050℃之间，具体温度取决于工件材料和所需的渗碳层深度。
温度波动应控制在±5℃以内，以确保渗碳层的均匀性和质量。
高温渗碳（如1050℃）适用于深层渗碳，但可能导致工件变形，因此需要特别注意。
4. 真空渗碳
真空渗碳是一种先进的渗碳工艺，通过在真空环境下引入高纯乙炔或丙烷等渗碳介质，利用高温分解与脉冲供气实现碳原子的高效渗入。
真空环境抑制氧化反应，提高碳原子扩散速率，减少内氧化，提高渗层纯净度。
真空渗碳适用于复杂结构的零件，如喷油嘴、高速电机轴等，能够实现全深度渗碳。
5. 淬火工艺
淬火温度通常在820℃到850℃之间，具体温度取决于工件材料和所需的硬度。
淬火介质可以是油、水或空气。油淬火适用于中等硬度要求，水淬火适用于高硬度要求。
淬火后，工件表面形成高硬度的马氏体，心部保持一定的韧性。
6. 回火工艺
回火温度通常在150℃到250℃之间，回火时间根据工件尺寸和材料确定。
回火的作用是消除淬火应力，提高工件的韧性，防止淬火裂纹的产生。