在20世纪90年代,低压真空渗碳介质以丙烷气为碳源得到一定的市场确认,较多汽车领域的用户使用这一新工艺。但通过实际使用证明,丙烷作为渗碳碳源的应用相对有限,主要集中应用于汽车齿轮类零件的低压真空渗碳,并未能在各个工业领域零件的低压真空渗碳中普遍使用。原因之一是当温度高于600℃时,丙烷很容易分解为碳、氢和甲烷,这种分解速率非常快,几乎瞬间完成,所以当丙烷气进入加热室内便开始分解,在被加热工件的附近空间更是倾向于大量分解,致使加热室内极易形成碳黑,而在炉子中相对温度较低的部位,如内壳或管道内,丙烷还形成焦油,对真空泵组极为有害。按含碳介质的不同,渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳、液体渗碳、和碳氮共渗。上海热处理低压渗碳条件
齿轮的工装夹具。主减速齿选择H形料棒,采用串挂的方式进行热处理(见图),有利于加热和淬火的均匀性。H 形料棒的宽度和槽深是料架设计的关键尺寸,按照热处理变形控制重心较低原则,结合零件的尺寸,经计算,H形料棒的宽度在50mm(壁厚8mm)时,主减速齿轮重心较低,热变形的趋势较小。H形料棒的槽深为13mm。槽太深,会导致主减速齿轮在气淬过程中由于高压气体冲击而引起的摆动受约束,进而影响平面度;反之,槽太浅,起不到固定工件的效果,在运输过程中工件易发生碰伤,导致废品率上升。对主减速从动齿轮采用低压真空渗碳技术,合理优化强渗和扩散节拍,获得了理想的热处理硬化层深度和组织。分级淬火可实现表面/心部组织的转变,获得理想的表面硬度及心部硬度值。对称、紧凑的零件结构及选择合理的料架设计,直接通过高压气淬即可获得理想的主减速齿热处理后平面度。除了掌握合理的渗碳热处理工艺,有关热处理设备的选择也会影响到较终的成品质量。上海机械零件低压渗碳工艺如真空渗碳技术处理过的产品表面净化及活化效果好,渗碳速度快,渗碳时间约为普通渗碳的1/2~1/3。
低压渗碳原理,低压渗碳的原理主要涉及以下几个步骤:分解:首先,渗碳介质的分解产生活性碳原子。吸附:活性碳原子被钢件表面吸收后,溶入表层奥氏体中,使奥氏体中含碳量增加。扩散:表面含碳量增加后,与心部含碳量出现浓度差,表面的碳遂向内部扩散。控制:通过计算机模拟生成渗碳工艺,即渗碳+扩散的脉冲循环次数,输入到计算机监控系统中,进行低压渗碳的工艺过程控制。低压渗碳通常是在真空状态下进行,通过交替的渗碳(如乙炔)和扩散(如高纯氮气)组成的脉冲式渗碳工艺过程。在渗碳阶段,渗碳气体(如乙炔)在炉内充分裂解后进行强渗,而扩散阶段则通入扩散气体(如高纯氮气)进行。这样脉冲式渗碳-扩散交替进行数次,达到所要求的渗碳层深度为止。
知识解答:1问:乙炔脉冲渗碳需要炭黑控制器吗?答:乙炔渗碳,合适的气体流量,基本没有碳黑。且工件真空渗碳前,所有表面要经过加工,不加工部位,容易有碳黑。2问:您说做过Cr12MoV渗碳?这个咋控制啊,本身基体碳含量就高?答:这是碳化物析出型渗碳,和我们平时说的渗碳不是一个概念。平时说的渗碳,是增加奥氏体的含碳量,这是是增加析出的碳化物量。3问:是说强渗的3分钟通乙炔,扩散的8分钟只通氮气?答:是的,乙炔和氮气不同时开,渗碳通乙炔,扩散通氮气。随着碳浓度过高,工件表面出现块状粗大的碳化物或网状碳化物。
知识解答:1问:真空渗碳零件不清洗油不会影响渗碳的均匀性?答:不会影响渗碳的均匀性。不过加热室的底部会存有油。热室门打开以后,会有油流出。这是因为油加热后气化,扩散到热室内壁,由于夹层有冷却水,油气凝聚后流到热室底部。有条件的话较好清洗。2问:供气压力一般在0.2mpa怎么理解?答:供气压力是指乙炔和氮气的供气压力,0.2兆帕是2公斤压力。3问:乙炔在钢表面的反应是啥?分解出活性碳原子和H2?答:C-H共价键易打开直接裂解,不过乙炔到热室之后,不会马上裂解,到工件表面以后,才会裂解。高温工件是乙炔裂解的催化剂真空渗碳是较为先进的一种工艺,该工艺对环境造成的污染较小,并且经过真空渗碳后的金属工件质量较优。江苏真空低压渗碳技术
目前国内大部分采用可控气氛渗碳技术,但存在其无法克服的弊端。上海热处理低压渗碳条件
低压渗碳特点:①没有晶间氧化。②由于真空渗碳设备和工艺的特点,能够采取更高的渗碳温度,缩短处理时间,效率高。③由于真空渗碳工艺的灵活性,可以允许很多种材料进行真空渗碳处理。④真空渗碳工艺能够产生比较均匀的渗碳层,在整个齿轮(齿顶-节径齿根)上产生比较均匀的碳分布。⑤真空渗碳设备可与冷加工设备连成一条生产线,渗碳过程洁净、安全、操作简单、维修容易。工作条件优越(无明火、热和污染)。⑥能够实现热处理过程和零件批量生产的全自动化。⑦采用计算机模拟实现精确工艺控制,并可以调整现有热处理工艺。⑧真空炉的特点决定了只有在有需要进行零件渗碳时才耗能,而如果不需要进行零件渗碳,就可以停炉,不耗能。⑨对真空渗碳处理后的零件进行测量,其变形可以控制到较小程度。上海热处理低压渗碳条件