ICS 25.200 J36 备案号：20346—2007 中华人民共和国机械行业标准 JB/T7500—2007 代替JB/T7500—1994 低温化学热处理工艺方法选通则 Selection of low temperature thermochemical treatment processes 2007-03-06发布 2007-09-01实施 中华人民共和国国家发展和改革委员会发布 JB/T7500—2007 目 次 前言、 II 1范围. 2规范性引用文件 3术语和定义 4选择工艺术方法的一般原则， 4.1 根据工件的服役条件、失效形式与渗层的特性选择工艺 4.2根据工件的材料及技术要求选择工艺. 4.3根据工件的尺寸和生产批量选择工艺， 4.4根据综合经济效益选择工艺， 5低温化学热处理工艺的实施 附录A（资料性附录）适用于齿轮的低温化学热处理工艺.. 附录B（资料性附录）适用于轴类工件的低温化学热处理工艺 附录C（资料性附录）适用于模具的低温化学热处理工艺 表1五种低温化学热处理渗层性能的对比 表2五种低温化学热处理工艺方法综合经济效益比较 JB/T7500—2007 前言 本标准代替JB/T7500一1994《低温化学热处理工艺方法选择通则》。 本标准与JB/T7500一1994相比，主要变化如下： 规范并标出了封面的各种要素； 增加了前言； 一给出了“规范性引用文件”的导语、性质、名称，并标出了采标程度； 一给出了“术语”的英文词条； 一规范了附录的性质。 本标准的附录A、附录B、附录C均为资料性附录。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国热处理标准化技术委员会（SAC/TC75）归口。 本标准主要起草单位：中国机械工程学会热处理分会、爱协林工业炉工程（北京）有限公司、武汉 材料保护研究所、郑州机械研究所、北京机电研究所。 本标准主要起草人：石康才、郦振声、胡以正、陈秀玉、佟晓辉、林峰、徐跃明。 本标准所代替标准的历次版本发布情况： JB/T7500-1994。 IⅡI JB/T7500—2007 低温化学热处理工艺方法选择通则 1范围 本标准规定了低温化学热处理工艺方法选择的一般通则。 本标准适用于碳素钢、合金结构钢、工模具钢、不锈钢和铸铁等材料制成的工件的气体渗氮、离子 渗氮、气体碳氮共渗、盐浴硫氮碳共渗及电解渗硫等低温化学热处理工艺方法的选择。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的 修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T7232金属热处理工艺术语（GB/T7232—1999，neqDINEN10052：1994，JISB6905：1995） GB/T8121热处理工艺材料术语 GB/T18177钢件的气体渗氮（GB/T18177—2000，neqJIS6915：1993） JB/T4155气体氮碳共渗 JB/T6956钢铁件的离子渗氮 JB/T9198盐浴硫氮碳共渗 3术语和定义 GB/T7232、GB/T8121中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 低温化学热处理lowtemperaturethermochemicaltreatment 将钢铁工件置于低于Ac1温度的活性介质中保温，渗人一种或几种元素以改变表层化学成分、组织 上和性能的热处理工艺。 3.2 咬合seizing 摩擦副在摩擦力作用下，其两个磨伤表面出现粘合，摩擦副的相对运动受阻的现象。 3.3 咬死grip 因咬合而导致摩擦表面“冷焊”，表面产生严重粘着或转移使相对运动停止的现象。 3.4 接触疲劳contactfatigue 材料在循环接触应力作用下，产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后，接触表面发生麻点、 浅层或深层剥落的过程。 3.5 弯曲疲劳bendingfatigue 工件在脉冲或交变弯曲应力作用下萌生裂纹，因裂纹扩展而导致断裂的过程。 3.6 粘着磨损adhesivewea 在摩擦副相对运动中，接触表层发生塑性变形，表面的氧化膜被破坏，从拉毛、擦伤发展到材料由 1 JB/T7500—2007 一表面转移至另一表面所导致的磨损。 4．选择工艺术方法的一般原则 4.1根据工件的服役条件、失效形式与渗层的特性选择工艺 4.1.1用碳素结构钢或低合金结构钢制造的低速或轻载荷下工作的，但有耐磨要求的工件，在成品状 态选用气体氮碳共渗或盐浴硫氮碳共渗。低合金结构钢工件，亦可采用离子渗氮。 4.1.2承受重载荷并要求耐磨性与抗疲劳性高的工件，应采用离子渗氮或气体渗氮。 4.1.3承受中等弯曲、扭转和一定冲击载荷，且工作表面承受磨损的轴类工件，应采用气体氮碳共渗、 盐浴硫氮碳共渗或离子渗氮（碳素结构钢除外）。 4.1.4承受很高的弯曲、扭转和一定冲击载荷，工作表面易磨损的工件（如大马力柴油机曲轴）；承受 很高的弯曲、扭转和一定冲击载荷，转速高、精度高的工件（如坐标镗床主轴等）应采用离子渗氮或气 体渗氮。 4.1.5用含铬、钼、钒的合金结构钢制造的承受高接触载荷和弯曲应力，且要求变形小的工（如大模 数重载齿轮齿轴）采用深层离子渗氮或气体渗氮。 4.1.6要求减摩、自润滑性能高的工件，应采用盐浴硫氮碳共渗。 4.1.7单纯要求耐蚀性好的工作，可用碳素钢制造并进行抗蚀渗氮，但化合物层应以e相为主，且致密 区厚度在10μm以上。 4.1.8承受较轻与中等载荷，以粘着磨损为主要失效形式的工件，应采用盐浴硫氮碳共渗或气体氮碳 共渗。 4.1.9以粘着磨损为主要失效形式的模具（如高精度冷冲模、冷挤模、拉伸模、塑料及非金属成型模 等）和刀具（回火温度低的碳素工具钢、低合金工具钢冷作模具除外），应采用盐浴硫氮碳共渗或气体 氮碳共渗；以热磨损与冷疲劳为主要失效形式的模具（如铜合金挤压模与压铸模等），应采用离子渗氮 或气体渗氮。 4.1.10低温电解渗硫主要用于经过渗碳、淬火；渗氮；整体或表面火以及调质的工件，达到降低表 面磨擦系数，提高抗擦伤、抗咬合能力的目的。 4.1.11五种低温化学热处理渗层性能的对比见表1。 表1五种低温化学热处理渗层性能的对比 减摩、抗咬合 工艺名称 弯曲疲劳强度 接触疲劳强度 冲击疲劳强度 冷热疲劳强度 抗粘着磨损性能 及自润滑性能 气体渗氮 优良 优良 优良 良 良 - 中 离子渗氮 良 优良 优良 较差 优良 盐浴硫氮碳共渗 优良 良 中 中 良 优良 优良 优良 中 良 优良 优良 气体氮碳共渗 抗咬合能力优 低温电解渗硫 优良 良，不耐磨 抗磨粒磨损 表面硬度HVO.1（不低于） 渗层深度 工艺名称 性能 碳素结构钢 合金结构钢 合金工具钢 mm 气体渗氮 良 400 700 950 一般0.3~0.5，特殊0.5～0.7 离子渗氮 良 400 700 950 一般0.2~0.4，特殊0.4～0.8 盐浴硫氮碳共渗 较差 450 650 950 0> 气体氮碳共渗 较差 450 650 950 0> 低温电解渗硫 较差 ≤0.02 2 JB/T7500—2007 几种典型工件（齿轮、轴类、冷热模具等）的适用工艺参见附录A、附录B、附录C。 4.2根据工件的材料及技术要求选择工艺 4.2.1碳素钢工件，不应选用气体渗氮（抗蚀渗氮除外）或离子渗氮，应采用气体氮碳共渗或盐浴硫 氮碳共渗。 4.2.2、铸铁工件，回火温度低落于520℃的弹簧钢等工件，应选用气体氮碳共渗或离子渗氮。 4.2.3形状复杂件，有深孔、小孔、细狭缝或盲孔的需硬化工件，不应选用离子渗氮。 4.2.4需要局部渗或局部防渗的工件，不应选用盐浴硫氮碳共渗。 4.2.5要求有效硬化层深度大于0.35mm的工件应选用离子渗氮或气体渗氮；要求渗层较浅的工件应选 用盐浴硫氮碳共渗或气体氮碳共渗，也可选用离子渗氮。 4.3根据工件的尺寸和生产批量选择工艺 4.3.1工件尺寸较大且批量生产，应用气体氮碳共渗或离子渗氮。 4.3.2品种单一且大批量生产，可选用气体氮碳共渗；工件大小不一，品种多，宜采用盐浴硫氮碳共 渗。 4.4根据综合经济效益选择工艺 从生产效率、生产周期、能源消耗、设备投资、生产成本及环境保护等因素综合考虑，因厂制宜地 合理选择工艺见表2。 表2 五种低温化学热处理工艺方法综合经济效益比较 设备繁简及 生产 劳动条件及对 实现连续作业 生产周期及节能、 工艺名称 成本 投资额 节材潜力 效率 环境有无污染 生产难易 一般，投资难 周期长，能耗较大、节材 气体渗氮 较低 较高 较难 较好，无污染 度额不大 潜力小 较复杂，投资 周期较短，比气体渗氮节 离子渗氮 较高 好，无污染 较高 较难 额较大 能约1/3 周期短，能耗比气体法小， 一般，共渗后在氧化浴等 简单，投资额 盐浴硫氮碳共渗 部分工件可用碳钢制造，经 温则清洗水可直接排放，否较低 较易 较小 共渗后代替不锈钢、青铜 则应先加FeSO4中和 周期较短，部分工件可用 较好，排气口点燃并先用 一般，投资额 气体氮碳共渗 碳钢制造，经共渗后代替不 较高 溶剂萃取氢氰酸，则不污染较低 较易 不大 锈钢 大气 简单，投资额 低温电解渗硫 周期短，能耗低 较好，无污染 较低 较易 高 较小 5低温化学热处理工艺的实施 分别参照GB/T18177、JB/T6956、JB/T4155、JB/T9198等相关标准执行。低温电解渗硫可参照 有关工艺执行。 3 JB/T7500—2007 附录A （资料性附录）