10.3滲碳和滲氮鋼鐵的滲碳、滲氮處理可使鋼件表面具有很高的硬度和耐磨性，而心部仍然保持良好的塑性和韌性。10.3.1滲碳1、滲碳應用為了增加鋼件表層的含碳量并獲得一定的碳濃度梯度，將鋼件置于滲碳介質中加熱和保溫，使碳原子滲入表面的工藝稱滲碳。滲碳是鋼材化學熱處理中應用最廣泛的一種工藝，主要用于表面受嚴重磨損并承受較大沖擊載荷的零件。2、滲碳工藝滲碳分為固體滲碳、液體滲碳和氣體滲碳。固體滲碳生產效率低，質量不易控制；液體滲碳環境污染大、勞動條件差。氣體滲碳是在密封的可控氣氛加熱爐中進行，在含碳氣氛中將低碳（合金）鋼加熱到奧氏體化的高溫（>900℃），碳原子吸附在工件表面并滲入鋼的內部，然后經淬火+低溫回火使工件表面具有高硬度和高耐磨性，而心部仍保持較較好的塑性和韌性。工藝成熟，是一種最常用的滲碳方法；被處理的材料是價格低廉的低碳鋼，處理成本低；滲碳后的零件性能合理；應用面廣，如齒輪、軸類等。2工藝特點（1）滲碳氣氛液態滲碳介質（如煤油、丙酮等）或氣態滲碳介質（如甲烷、城市煤氣等）在滲碳爐內高溫分解，析出活性碳原子CH4→2H2+[C]－18.1kcal2CO→CO2+[C]+41.2kcalCH4滲碳能力很強，在900℃為了使鋼表面達到1.1％的含碳量，CO需95％，而CH4只要1.5％就夠了。CO2、H2或O2等是脫碳氣體，它們在滲碳氣氛中的含量必須控制在0.5%以下。3影響氣體滲碳的工藝因素滲碳溫度越高，滲碳層越深

式中X－滲層深度（mm)；τ－時間（h)；T－溫度(K)提高滲碳溫度可顯著加速滲碳過程。但過高的溫度將導致晶粒粗化，表層高的碳濃度易形成網狀碳化物，增加淬火變形開裂傾向。一般滲碳溫度為900～950℃。（2）滲碳溫度隨著滲碳時間的延長，滲碳層的厚度呈非線性增加，一般滲碳時間為2~30小時。（3）滲碳時間合金元素對碳在奧氏體中的擴散有顯著的影響。碳化物形成元素（Cr、W、Mo等）能降低碳的擴散系數，增大碳的濃度梯度。而非碳化物形成元素（Si、Co、Ni等）則提高碳的擴散系數。Mn對碳的擴散系數幾乎沒有影響。鋼的化學成分對鋼的淬透性和限制晶粒長大的能力有著重要的影響，是滲碳鋼的兩項重要指標。滲碳鋼中加入合金元素的目的是提高鋼的心部強度、提高鋼的淬透性（Si、Mn、Cr、Ni、Mo等）和細化晶粒（Ti、V、Mo等）。如20Cr、20CrMnTi等（4）鋼的化學成分對滲碳層的影響按滲碳層厚度分為淺層（<0.7mm）；常規（0.7~1.5mm）；深層（>1.5mm）滲碳。3氣體滲碳的主要方式10.3.2滲氮1、滲氮的應用滲氮也稱氮化，是指在一定溫度下使活性氮原子滲入工件表面的化學熱處理工藝。滲氮在機械工業中獲得了廣泛應用，主要用于耐磨性和精度都要求較高的零件，或要求耐熱、抗蝕的耐磨件。用氨（NH3）作為滲氮氣體，氨在金屬表面（催化）分解形成的原子氮被鋼件表面吸附，并擴散到鋼件內部。氮與金屬之間的吸附是化學吸附，氮原子和金屬原子組成共價鍵和離子鍵M－N(M指金屬)。2、滲氮工藝氣體滲氮過程（2）（1）氨分子吸附在金屬表面；（2）氨分子在界面上分解成氮原子和氫原子；（6）最終的氮化層為ε相和γ‘相。滲氮過程（3）（3）吸附在金屬表面的活性氮原子溶解于α-Fe中，從外向內擴散形成一定的濃度梯度；（4）當α-Fe中氮的濃度超過一定值后生成氮化物；（5）氮化物沿金屬表面的垂直方向和平行方向長大增厚；(1)滲氮溫度：一般在500～580℃左右。溫度越高滲氮層越厚。溫度過高使氮化物聚集長大，降低滲氮層的硬度。(2)滲氮時間：滲氮層厚度的增長是先快后慢。主要滲氮工藝參數（1）(3)氨分解率：某一溫度下氨分解出的氮、氫混合氣體占整個爐氣的體積百分數。過高或過低都降低滲氮速度。一般氨分解率在15～40％時鋼吸收氮的速度最快。氣體滲氮溫度低、滲氮周期長、成本高、滲層薄，當表面有白亮化合物層時會增加滲氮工件的脆性。主要滲氮工藝參數（2）第十一章涂裝技術涂裝是將有機涂料通過一定的方法涂覆于物體表面并干燥成膜的過程。涂裝所用的有機涂料稱為“涂料”或俗稱“油漆”。11.1涂料11.1.1涂料的基本組成涂料是一種有機混合物，一般由成膜物質、顏料、溶劑和助劑四部分組成。成膜物質是組成涂料的基礎組分，是決定涂料性能的主要因素。涂料一般有天然油脂、天然樹脂和合成樹脂。涂料的成膜物質主要分為兩類：1）非轉化型成膜物質：在涂料成膜過程中的組成結構不發生變化，即涂膜的組成結構與成膜物質相同。特點：涂膜具有熱塑性，受熱軟化，冷卻后又變硬，多具有可溶、可熔性；2）轉化型成膜物質：在成膜過程中的組成結構發生變化，形成與原來組成結構完全不相同的涂膜。現代涂料很少使用單一品種作為成膜物質，而經常是采用幾個樹脂品種互相補充或互相改性，以適應多種方面性能要求。11.1.2涂料的分類和命名1）按主要成膜物質分：1、涂料的分類：2）按涂料的形態分：粉末涂料、溶劑型涂料、無溶劑型涂料和水溶性涂料；3）按干燥方法分：烘烤涂料、自干涂料、強制干燥涂料、潮氣固化涂料、催化干燥涂料、紫外線固化涂料、電子束固化涂料；4）按施工工序分：底漆、膩子、二道漆（中間漆）、面漆、罩光漆；5）按涂裝方法分：刷漆、浸漆、流漆、噴漆、烘漆、電泳漆、靜電漆；6）按涂料用途分：汽車漆、飛機蒙皮漆、木器漆、橋梁漆、玻璃漆、皮革漆、紙張漆；7）按使用目的分：防銹漆、耐酸漆、耐火漆、耐油漆、絕緣漆。2、涂料產品的命名1）涂料的命名原則涂料產品的全名=顏料或顏色名稱+成膜物質名稱+基本名稱2）涂料的型號涂料型號=成膜物質+基本名稱+序號3）輔助材料的型號輔助材料的型號由兩部分組成：第一部分為輔助材料的種類，用漢語拼音字母表示；第二部分為序號。11.1.3涂料成膜機理涂裝就是涂料在物體表面涂覆并成膜的過程。由非轉化型成膜物質組成的涂料以物理方法成膜；有轉化膜成膜物質組成的涂料以化學方式成膜。1、物理成膜方法依靠涂料內的溶劑直接揮發或聚合物粒子凝聚獲得涂膜的過程，稱為物理成膜方式。1）溶劑揮發成膜方式：溶劑揮發使涂料干燥成膜的過程，這是液態涂料在成膜過程中必須經過的一種形式。這一過程中，成膜物質沒有發生化學變化，通常在大氣室溫下就能迅速完成，也不需固化劑。這類涂料常常又稱為揮發性漆。2）聚合物凝聚成膜方式：指涂料中的高聚物粒子在一定條件下互相凝聚成為連續的固態涂膜的過程，這是分散型涂料的主要的成膜方式。2、化學成膜方法化學成膜過程是通過化學反應而交聯固化成膜。1）涂料與空氣中的成分發生交聯固化反應：指涂料與空氣中的氧或水蒸氣發生化學反應而交聯固化成膜。2）涂料中組成之間的交聯固化反應：a.單組分涂料：涂料中的組分在常溫下不發生反應，當被加熱或受到輻射等作用時才發生反應。b.雙組分或多組分涂料：將具有相互反應活性的組分分裝于不同容器中，施工前才按比例進行混合；施涂過程和施涂后，各組份間發生交聯反應成膜。11.2涂裝技術11.2.1涂裝工藝1、涂前表面預處理：表面整平→除油→除銹→化學處理2、涂料涂覆3、涂膜干燥固化：自然干燥和人工干燥自然干燥節約能源，但干燥時間長，質量不穩定，應用受到一定限制；人工干燥分為加熱干燥和照射固化11.2.2涂裝方法1、一般涂裝方法1）刷涂法2）浸鍍法3）淋鍍法4）空氣噴涂法5）高壓無氣噴涂2、靜電噴涂靜電噴涂法是以接地工件作為陽極，以涂料霧化器作為陰極接負高壓（60~100kV），此時在兩極間形成高壓靜電場，在陰極上產生電暈放電。3、電泳涂裝電泳涂裝實際上就是在水中進行的靜電涂裝，即利用直流電使帶電的樹脂粒子在電場的作用下，電沉積在被涂件表面。電泳涂裝有陽極電泳和陰極電泳。無論是陽極電泳還是陰極電泳涂裝，都涉及復雜的電化學過程，主要由電解、電泳、電沉積和電滲四個過程配合進行。1）電解2）電泳：指分散在極性介質中的帶電涂料膠體粒子向帶電荷相反的電極方向移動。3）電沉積4）電滲：在電場的作用下，樹脂膠體粒子向陽極移動并沉積時，水和助溶劑從陽極附近穿過沉積的涂膜進入溶液中，使涂膜脫水并致密化。這種相對移動稱為電滲。電泳涂裝的優點：可實現自動化連續生產，勞動強度低，效率高；電泳涂料以水做稀釋劑，無中毒和火災危險，對大氣污染小，涂料利用率高達95%以上；電泳涂膜表面均勻，附著力好，適合復雜形狀的工件涂裝，內腔表面也可沉積膜層。缺點：設備復雜，投資大，涂料品種受限，目前僅限于水溶性涂料和水乳化漆，顏色僅限于深色底漆或單層底面兩用漆，而白色及淺色交困難。4、粉末涂裝粉末涂裝是把粉末涂料涂布在工件表