低压渗碳工艺探讨

赛博

各位高手，谈谈低压渗碳工艺

宋景龙

真空渗碳时一般是将渗碳气体喷射到工件表面上，工件表面喷射不到气体的部位就达不到预期的渗碳效果，甚至根本未渗碳，因此我们选用碳含量相对较高的乙炔气体作为渗剂。
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，乙炔仅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。

赛博

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宋景龙

1，真空渗碳定义；低压真空渗碳是一种改进的气体渗碳工艺，渗碳是远远低于大气压，典型的压力范围是300-2500Pa。其优点是钢表面保持非常洁净，因为没有气体的相互反应，真空环境下碳更快地达到钢的表面。
   2，渗碳时羟类气体被引入渗碳室，裂解产生了活性碳原子，它们自由地渗入钢的表面，而氢和剩余碳氢化合物的副产品被真空泵排除了系统。目前我们采用真空渗碳的羟类气体是乙炔（C2H2）和丙烷（C3H8）。
3，在低压真空渗碳中，羟类气体的裂解是非平衡反应，意味着钢表面很快能达到奥氏体中的碳饱和水平。通过重复多个强渗和扩散步骤，能够获得希望得到的碳分布和渗层深度。
4，低压真空渗碳工艺的控制是基于扩散理论的“奥氏体碳含量饱和值控制法”，即整个渗碳过程由数个渗碳程序集合组成，每个渗碳程序包括强渗和扩散两个阶段。确定每个子渗碳程序的个数和每个渗碳程序包括强渗期、扩散期时间需要依据材料的成分、渗层深度的要求和表面碳浓度的要求，在建立确定的数学模型后，利于计算机计算出来。
㈣低压真空渗碳的特点；
1，低压真空渗碳,可以大幅度降低生产成本和大幅度提高设备利用率。这是因为低压真空渗碳的气氛非常简单，强渗期仅需乙炔和丙烷，扩散期仅需氮气，且压力非常低，因此使用气氛的成本显著降低。另外，由于低压渗碳设备和工艺的特点，可进行高温渗碳，所以适当提高渗碳温度，可以大大缩短渗碳时间。
2，由于低压真空渗碳的控制系统能够对渗碳工艺进行精确控制，因此所处理工件有良好重复性，且工件变形小，表面光亮，无需渗碳后再进行机械加工。
3，低压真空渗碳技术有更大的灵活性，其设备可以作为独立设备，也可以与冷加工连成一条生产线。设备本身既可以是周期式的，适合小批量，多品种的生产情况。也可以是连续式的 ，有多个加热渗碳室，气淬室油淬室，进出料室，真空系统，工件自动运输系统等组成，适合大批量生产情况。另外开炉，停炉非常简单，每炉开炉只需半小时即可进入工作状态。
4，低压真空渗碳采用冷壁真空技术，无点火装置，无失火危险，无污染，洁净，安全，设备操作简单，维修容易。

龙虾

宋景龙 发表于 2015-3-7 13:39
1，真空渗碳定义；低压真空渗碳是一种改进的气体渗碳工艺，渗碳是远远低于大气压，典型的压力范围是300-250 ...

容易尖角过渗，工艺对装炉量有要求

宋景龙

对于有盲孔、深孔、狭缝的零件，或不锈钢、含硅钢等普通气体渗碳效果不好甚至难以渗碳的零件，真空渗碳都可以获得良好的渗碳层。

宋景龙

低压真空渗碳作为一全新且成熟的渗碳技术，在欧洲、美国、日本等地，已经在汽车、机械 、航空航天等领域获得了广泛的应用，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，更显示出其卓越的性能，如盲孔类零件的长型喷油嘴针阀体、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的加以解决。
关于渗碳方式，在低压真空状态下，渗碳方式是通过数个子渗碳程序组成的，包括多个强渗和子扩散，所以此工艺方式又称脉冲渗碳工艺方式。采取这种渗碳方式可以保证工件边角不会产生过渗，也能够保证工件表面不会积碳和形成碳黑。

宋景龙

按有效区大小定装炉量，600×400×400；200kg。700×500×500；300kg.900×600×600；500kg.

龙虾

宋景龙 发表于 2015-3-9 15:10
低压真空渗碳作为一全新且成熟的渗碳技术，在欧洲、美国、日本等地，已经在汽车、机械 、航空航天等领域获 ...

请教一个问题：真空渗碳一方面对盲孔有较好的渗碳作用，另一方面可以采用遮挡方法防治渗碳，为什么？请讲解一下（以前遇到的疑问）

宋景龙

在低压渗碳中,乙炔的高渗透性可使小孔和槽内得到充分的渗碳,但正是这种高渗透性,使它不能
在采用防渗碳涂料的局部渗碳过程中使用,而在Ipsen等离子渗碳工艺中采用涂料的防渗碳技术在
局部渗碳中是非常重要的。尽管如此,在乙炔低压渗碳技术中,选择性渗碳还是可能的,铜、镍或其它电
镀层都是很有效的防渗方法这些镀层就好像是一些特殊的防渗涂料。乙炔低压渗碳技术也被应用于带高压气淬功能的标准单室真空炉。在这种炉子上只要增加一个特殊

龙虾

宋景龙 发表于 2015-3-10 13:57
在低压渗碳中,乙炔的高渗透性可使小孔和槽内得到充分的渗碳,但正是这种高渗透性,使它不能
在采用防渗碳涂 ...

以前采用过遮挡防渗，现在还可以使用吗？这和微孔渗碳是否矛盾？

龙虾

好像关注低压渗碳的不多

宋景龙

是的，互相探索，学习。

wqc_1984

但是目前我们有个问题，ECM设备，做变速箱齿轮，一炉产品中，有部分产品最后发现有未渗碳现象，与所说的盲孔渗碳能力强似乎有些矛盾，不知道该问题的原因何在？请求帮助。渗剂乙炔。

宋景龙

双室真空渗碳油淬气冷炉具有高效、节能、温度控制精准、温度均匀性好、工艺再现性好等特点。主要用途不锈钢（1Cr11Ni2W2MoVA）真空渗碳，渗碳层深0.7~1mm，碳化物1-6 级。HZCT2-65型双室真空渗碳油淬气冷炉加压气冷真空炉，该设备具有结构新颖、性能先进、能耗低、安全可靠等特点。

宋景龙

在渗碳过程中，不会产生碳黑。对需要渗碳的零件，不会产生尖角过渗碳的问题。渗碳介质采用乙炔或丙烷作为渗碳介质。扩散过程中载气可采用高纯氮气；硬度和渗层深度均匀性和重复性：硬度单件≤±2HRC，同批和不同批≤±1.5HRC（≥58HRC）；深度单件≤±0.1mm，同批和不同批≤±0.15mm（d>1.5mm）；无碳黑及尖角过渗碳：对需要渗碳的零件，不会产生尖角过渗碳的问题。局部渗碳可用镀铜的方法或用防渗涂料的方法。

浪子小新

宋景龙 发表于 2015-3-7 13:39
1，真空渗碳定义；低压真空渗碳是一种改进的气体渗碳工艺，渗碳是远远低于大气压，典型的压力范围是300-250 ...

请问，真空加热室没有风扇，如何保证气氛的均匀性和温度的均匀性

宋景龙

真空加热室没有风扇，保证气氛的均匀性和温度的均匀性，有充气系统。

浪子小新

宋景龙 发表于 2015-6-11 08:26
真空加热室没有风扇，保证气氛的均匀性和温度的均匀性，有充气系统。

1、因真空加热属于辐射加热，辐射加热就存在阴阳面的问题，所以在加热的过程中通入惰性气体使其产生对流，从而保证温度的均匀性，不知是否正确？2、真空加热室的进气管路是均匀排列分布的，渗碳时通入的渗碳介质优先吸附于料盘边缘的工件，处于料盘中间的工件最后吸附渗碳介质，那么如何保证渗碳气氛的均匀性（此点想不通）？

宋景龙

真空加热室没有风扇，保证气氛的均匀性和温度的均匀性，有充气系统。这是我设计真空炉的关键，我正准备报专利。