Khái niệm chung

Hóa nhiệt luyện là phương pháp nhiệt làm bão hòa (khuếch tán) vào bề mặt của thép một hay nhiều nguyên tố để làm thay đổi thành phần hóa học, do đó làm thay đổi tổ chức và thính chất của lớp bề mặt theo mục đích nhất định.

Phương pháp thấm cacbon

Định nghĩa

Là nung nóng thép cacbon thấp đến nhiệt độ cao (> 900⁰C) để cho thêm vào bề mặt thép nguyên tố cacbon làm thay đổi thành phần hóa học cacbon ở lớp bề mặt đến giá trị bão hòa lên 1 – 1,2%.

Công dụng

Áp dụng cho các chi tiết máy làm việc trong điều kiện chịu tải trọng động và cọ xát bề mặt lớn (ví dụ như bánh răng). Muốn vậy bề mặt cần có độ cứng và tính chống mài mòn cao còn trong lõi vẫn có độ dẻo dai tốt để chịu tải trọng động khi truyền động.

Để đạt được công dụng của thấm cacbon thì sau đó cần tiến hành tôi và ram.

Phương pháp thấm nitơ

Định nghĩa

Là phương pháp hóa nhiệt luyện bằng cách nung nóng thép đến nhiệt độ 500 – 650⁰C để thấm bão hòa vào bề mặt thép nguyên tố nitơ nhằm mục đích nâng cao độ cứng  bề mặt (đạt từ 65 – 70HRC), tính chống mài mòn, tính chịu mỏi hơn hẳn thấm cacbon và tính chống ôxy hóa.

Công dụng

Thấm nitơ có công dụng hơn so với thấm cacbon. Thấm nitơ được áp dụng chủ yếu cho các chi tiết máy cần độ cứng, tính chống mài mòn và làm việc ở nhiệt độ cao hơn 500⁰C. Ví dụ: trục khuỷu, bánh răng, dụng cụ cắt.

Thấm cacbon và thấm nitơ (phương pháp xianua hóa)

Định nghĩa

Là phương pháp hóa nhiệt luyện bằng cách nung nóng thép đến nhiệt độ nhất định để thấm bão hòa vào bề mặt thép đồng thời hai nguyên tố cacbon và nitơ nhằm mục đích nâng cao độ cứng  bề mặt, tính chống mài mòn và tính chịu mỏi. Có công dụng hơn hẳn thấm cacbon và tính chống ôxy hóa.

Công dụng

Thấm nitơ có công dụng hơn so với thấm cacbon và thấp hơn so với thấm nitơ. Thấm xianua có hai phương pháp cơ bản:

• Thấm xianua ở nhiệt độ cao 700 – 900⁰C, phương pháp này có công dụng như phương pháp thấm cacbon.
• Thấm xianua ở nhiệt độ thấp 540 – 560⁰C, phương pháp này có công dụng như phương pháp thấm nitơ.

 Thấm kim loại

Thấm kim loại là phương pháp hóa nhiệt luyện bằng cách nung nóng đến nhiệt độ nhất định để thấm bão hòa vào bề mặt thép một hoặc một số kim loại khác nhau như Cr, Al, Si… Mục đích chủ yếu là để tăng tính chịu nóng, tính chống ăn mòn, độ cứng và tính chống mài mòn, tính chịu mỏi của bề mặt của thép.

Các phương pháp:

• Thấm nhôm: để nâng cao tuổi thọ do nâng cao tính ổn định nóng và điện trở của chi tiết máy, thực hiện ở nhiệt độ 900 – 1000⁰C hoặc phun lên bề mặt chi tiết một lớp nhôm.
• Thấm crôm: để nâng cao tuổi thọ của chi tiết máy do nâng cao tính ổn định nóng, tính chống ăn mòn trong không khí, nước, axit. Ngoài ra còn tăng độ cứng, tính chống mài mòn và tính chịu mỏi bề mặt. Thấm crôm ược thực hiện ở nhiệt độ 950 – 1100⁰C.
• Thấm Silic: để tăng tính chống ăn mòn trong môi trường axit. Thực hiện ở nhiệt độ 950 – 1200⁰C.
• Thấm Bo: để tăng tính chống mài mòn và tính chống ăn mòn trong các môi trường khác nhau của chi tiết máy. Thực hiện tại nhiệt độ 800 – 1000⁰C.