低压渗碳原理:渗碳与其他化学热处理一样,也包含3个基本过程。分解→吸附→扩散,分解: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即溶到表层奥氏体中,使奥氏体中含碳量增加。扩散:表面含碳量增加便与芯部含碳量出现浓度差,表面的碳遂向内部扩散。碳在钢中的扩散速度主要取决于温度,同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。因此渗碳被普遍用以提高零件强度、冲击韧性和耐磨性,借以延长零件的使用寿命。低压渗碳工艺可保持零件内部的原始组织结构,不对零件的综合性能产生负面影响。浙江钨钢低压渗碳过程
渗碳压力,在可控气氛渗碳时,渗碳一定压力为1002-1003mbar,而真空渗碳时渗碳一定压力小于或等于30mbar,它不仅表明炉内的真空状态,更重要的是它与渗碳温度、时间和渗碳气体流量一起,直接或间接地影响渗碳层深度和工件表面碳浓度。研究表明,低压真空渗碳压力主要与渗碳温度、渗碳气体流量和真空泵组的抽速有密切的关系,其中渗碳压力与渗碳温度和渗碳气体流量成正比,与真空泵组的抽速成反比。而在选择渗碳气体流量时则主要考虑装炉量,因为渗碳气体流量与渗碳工件总的表面积成正比。金属低压渗碳厂商钢材低压渗碳可以提高其强度和韧性,适用于各种机械零件的加工。
根据各个阶段工艺参数的不同,整个真空渗碳工艺可分为一段式、脉冲式、摆动式这几种形式,真空度、温度、渗碳时间等随具体要求的不同,会发生相应变化。常用的渗碳气体包括丙烷、甲烷、乙炔、天然气等,为防止过程中产生炭黑,要求气体纯度(体积分数)大于96%,并可适当充入氮气进行稀释扩散。渗碳气体的流量以能使炉内压力增加133.33Pa/s为宜,渗碳压力用甲烷,炉压控制在26.6~45kPa,用丙烷,炉压为13.3~23kPa。渗碳气压力越高,渗碳越快,渗碳层越均匀。但产生的炭黑也多。在保证渗碳层均匀前提下,尽量选用低的渗碳压力,以减少炭黑的产生。真空渗碳的温度一般介于920~1080℃之间,具体的选择根据需处理的零件的类别、形状特点以及渗碳层深度来确定。
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。如可控气氛渗碳无法解决表面内氧化、高温渗碳层及深层渗碳的问题,气体渗碳也难以对不锈钢、含硅钢进行渗碳等。在欧洲、美国、日本等地,低压真空渗碳已经在汽车、机械、航空航天等领域获得了普遍的应用,呈现出逐渐替代可控气氛渗碳的趋势。尤其是在一些特定领域,更显示出其突出的性能,如盲孔类零件的长形喷油嘴针阀体、销轴类零件的薄层渗碳等。这些件用一般的可控气氛渗碳是比较困难的,而真空渗碳却可轻易地加以解决。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。
乙炔在低压真空渗碳中作为渗碳碳源具有以下一些优势。首先,一个乙炔分子在渗碳时完全分解为两个自由碳原子和一个氢分子,而一个丙烷分子只能分解一个自由碳原子,可见使用乙炔将更经济;其次,乙炔具有高的渗碳能力,供气量相对减少,渗碳压力比丙烷低一些;第三,乙炔只在于金属表面接触时才发生分解,这样基本消除了使用丙烷渗碳时产生的碳黑现象,也无焦油产生的问题;另外,使用乙炔还可以对直径小、长盲孔的零件进行均匀渗碳,并允许高密度和大容量的工件装炉。低压渗碳工艺与热处理相结合,能够提高材料的硬度和强度。江苏低压渗碳供应商
不锈钢低压渗碳可在表面形成碳化物层,明显提高其硬度和耐腐蚀性。浙江钨钢低压渗碳过程
低压渗碳。在低压(70~3000帕)真空状态下,由交替的渗碳(乙炔)和扩散(高纯氮气)组成的脉冲式渗碳工艺过程。又称真空渗碳。原理,丙烷在真空(低压)下以下列方式裂解:CH→C+2CH4,CH→CH+H2,C₃Hs → C,H4 + CH4,C,H4→ ℃+ CH4。在等离子场作用下,丙烷以C,Hs→ ℃+ 2CH方式裂解,甲烷以CH→ C + 2H,方式裂解,钢件表面对这种裂解有催化作用,裂解形成的活性炭原子在高温下固溶于奥氏体中并逐步向内部扩散形成沿表面层的碳浓度的梯度分布。浙江钨钢低压渗碳过程