?滲碳熱處理是將低碳金屬（通常是鋼）在富碳的介質(zhì)中加熱到高溫，使活性碳原子滲入金屬表面，形成一定深度的高碳硬化層，然后經(jīng)過淬火和低溫回火，使表面獲得高硬度、高耐磨性和高疲勞強度，而心部仍保持良好的韌性。
滲碳前準備
工件預處理：工件在滲碳前需要進行預處理，包括清洗、脫脂和去除表面的氧化皮等。清洗可以使用有機溶劑或堿性溶液，以確保工件表面潔凈，有利于碳原子的吸附。例如，對于表面有油污的齒輪工件，可以用汽油或三氯乙烯等有機溶劑進行清洗，然后用熱水沖洗干凈。
選擇滲碳介質(zhì)：根據(jù)滲碳工藝的類型（氣體滲碳、液體滲碳或固體滲碳）選擇合適的滲碳介質(zhì)。氣體滲碳介質(zhì)如天然氣、丙烷等碳氫化合物，它們在爐內(nèi)可以分解出活性碳原子；液體滲碳介質(zhì)是含有碳的鹽浴，如氰化鹽浴（由于環(huán)保問題，現(xiàn)在使用受到限制）；固體滲碳介質(zhì)主要是由木炭和催滲劑（如碳酸鈉、碳酸鋇）組成的混合物。
滲碳過程
確定滲碳溫度和時間：滲碳溫度一般在 900 - 950℃，溫度越高，碳原子的擴散速度越快，滲層形成的速度也越快，但過高的溫度可能會導致工件的晶粒長大，影響性能。滲碳時間根據(jù)工件所需的滲層深度來確定，通常采用經(jīng)驗公式或通過試驗來確定。例如，對于要求滲層深度為 0.8 - 1.2mm 的工件，在 930℃的氣體滲碳爐中，可能需要 5 - 8 小時。
控制爐內(nèi)氣氛：在氣體滲碳過程中，要嚴格控制爐內(nèi)氣氛的成分和流量。爐內(nèi)氣氛一般由滲碳氣體、稀釋氣體（如氮氣）和富化氣體組成。通過調(diào)節(jié)各種氣體的比例，可以控制碳原子的供給速度和滲碳速度。例如，增加富化氣體（如甲烷）的比例，可以提高滲碳速度，但也要防止碳勢過高導致工件表面出現(xiàn)碳黑。
淬火處理
滲碳后的工件需要進行淬火，以獲得高硬度的表面。淬火溫度根據(jù)工件材料和滲層的碳含量來確定，一般在 780 - 860℃之間。淬火介質(zhì)可以是油、水或聚合物淬火劑。油淬火可以獲得較好的淬火效果，減少工件的變形和開裂，但冷卻速度相對較慢；水淬火冷卻速度快，但容易引起工件變形和開裂，需要根據(jù)工件的形狀、尺寸和材料等因素選擇合適的淬火介質(zhì)。例如，對于形狀簡單、尺寸較小的滲碳工件，可以采用水淬火；對于形狀復雜的工件，如帶有齒形的滲碳齒輪，采用油淬火或聚合物淬火劑淬火更為合適。
低溫回火
淬火后的工件需要進行低溫回火，溫度一般在 150 - 250℃。回火的目的是消除淬火應力，穩(wěn)定組織，提高工件的韌性和尺寸穩(wěn)定性。低溫回火后，滲碳層的硬度略有下降，但仍能保持較高的硬度和耐磨性。例如，經(jīng)過低溫回火后，滲碳層的硬度可能從淬火后的 62 - 65HRC 下降到 58 - 62HRC，但工件的韌性得到了顯著提高，能夠承受較大的沖擊載荷。