金属表面处理小知识之化学表面热处理

化学表面热处理是一种通过改变金属表面化学成分和组织结构，从而提高其表面硬度、耐磨性、抗疲劳性等性能的工艺方法。与物理表面热处理不同，化学表面热处理过程中，金属表面会与周围介质发生化学反应，形成一层具有特殊性能的表面层。

化学表面热处理的常见方法主要有渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼和渗金属五个方法。

渗碳，将低碳钢或低碳合金钢置于富碳介质中加热，使碳原子渗入钢件表面，形成高碳层，从而提高表面硬度和耐磨性。常见的渗碳方法有固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳。

渗氮，将钢件置于含氮介质中加热，使氮原子渗入钢件表面，形成高硬度、高耐磨性的氮化物层。常见的渗氮方法有气体渗氮、液体渗氮和离子渗氮。

碳氮共渗，在渗碳和渗氮的基础上，同时向钢件表面渗入碳和氮，形成碳氮化合物层，兼具高硬度、高耐磨性和良好的抗疲劳性能。

渗硼，将钢件置于含硼介质中加热，使硼原子渗入钢件表面，形成高硬度、高耐磨性的硼化物层。

渗金属，将钢件置于含铬、铝、硅等金属元素的介质中加热，使这些金属元素渗入钢件表面，形成具有特殊性能的合金层，提高表面耐腐蚀性、抗氧化性和耐磨性。

化学表面热处理广泛应用于机械制造、汽车工业、航空航天等领域，主要用于提高零件的耐磨性、抗疲劳性、耐腐蚀性等性能。如，齿轮、轴承等零件常采用渗碳或碳氮共渗处理，以提高其耐磨性和抗疲劳性能。模具、刀具等零件常采用渗氮处理，以提高其硬度和耐磨性。发动机活塞环、缸套等零件常采用渗硼处理，以提高其耐磨性和耐热性。

随着科技的进步，化学表面热处理技术也在不断发展，采用计算机控制技术，实现对温度、时间、介质浓度等工艺参数的精确控制，提高产品质量的稳定性。开发低温化学热处理、真空化学热处理等新工艺，降低能耗，减少污染。将化学表面热处理与其他表面处理技术相结合，进一步提高零件的综合性能。

化学表面热处理作为一种重要的金属表面处理技术，在提高零件性能、延长使用寿命方面发挥着重要作用。随着技术的不断进步，化学表面热处理将在更广阔的领域得到应用，为制造业的发展做出更大的贡献。