渗碳凸轮轴热处理文献综述和参考文献(3)
（2） 各种凸轮轴材料及热处理工艺。
表1.1 各种凸轮轴材料及热处理工艺[3]
用 途 材 料 预备热处理 最终热处理
工艺 硬度（HB） 工艺 层深/ mm 硬度值/ H RC
小拖拉机
轿车
吉普 QT600-3
合金铸铁
45 正火
去应力
退火
调质 229～302
241～302
187～229 贝氏体等温淬火
贝氏体等温淬火
碳氮共渗感应淬火 0．1~0.15
3.0~6.0 43~ 50
> 700H V
颈55~ 63
齿45~ 58
载重车
拖拉机 45
QT600-3 正火
去应力
退火 163～197
230～280 感应淬火
贝氏体等温淬火 2. 5~ 5. 5 颈55~ 63
齿45~ 58> 45
重型车 20
QT600-3
50 去应力
退火
正火 ≥170 渗碳、淬火、回火
贝氏体等温淬火
感应淬火、回火 1.3~1.7
1. 5~ 2. 0 58~ 62
43~ 51
大马力
柴油机 船 20CrMnTi 正火
187～215
渗碳、淬火、回火
感应淬火、凸轮、轴颈
感应淬火、回火 1.7~ 2. 2
2~ 5
1.5~4
1. 3~ 25 56~ 61
58~ 62
55~ 62
50~ 55
机车
铸铁 去应力
退火
45 正火
本设计选用20Cr，20Cr钢是我国目前产量最大的几个合金结构钢之一，用途非常广泛。该钢具有比较好的淬透性、中等的强度和韧性。油淬到半马氏体硬度的淬透性为Φ20-Φ23mm。该钢经渗碳淬火表面强化处理后，在模具表面会获得细针状回火马氏体，硬度为58-62HRC；心部获得低碳马氏体组织，硬度35-40HRC，基体强韧性高，可满足冷作模具高硬度、高强度、高韧性和适当的耐腐蚀性的使用性能要求。正火可促进组织球化，细化大块状先共析铁素体，改进毛胚的切削性能。
该钢淬火、低温回火后具有良好的综合力学性能，低温冲击韧性良好，回火脆性
明显。渗碳时钢的晶粒有长大趋势，所以要求二次淬火，以提高心部韧性，不宜降温淬火。当正火后硬度为170-217HB时，相对切屑加工性约为65%，焊接性中等，焊前应预热到100-150℃，冷变形时塑性中等。20Cr一次淬火温度860～880℃，油或水冷。
1.2 渗碳热处理简介
渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。 也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)。渗碳后，钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火，以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度，并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性，使工件能承受冲击载荷。渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件，如齿轮轴﹑凸轮轴等。
渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。最早是用固体渗碳介质渗碳。液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。30年代，连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。60年代高温(960～1100℃)气体渗碳得到发展。至70年代，出现了真空渗碳和离子渗碳。