多用炉渗碳前室缓冷后表面脱碳

smilezdp198311

        各位老师，帮忙指导一下！
     近期我们公司使用密封箱式多用炉处理后室渗碳，前室缓冷产品，不定设备，不定时，经常出现脱碳现象，且0.01-0.05mm全脱碳。即前天用该设备处理渗碳空冷产品，表面不脱碳，过两天使用该设备处理渗碳空冷产品，就发生脱碳。
通过以下措施进行了几次验证，仍然找不到真正原因，请各位路过的老师指导一下。
     怀疑原因1：淬火油内有水；
     验证方式：用烧杯取油样高温加热查看水蒸气情况，取油样专业分析；
     结论：不含水分。
     怀疑原因2：使用甲醇纯度不足，当产品出加热室后在前室冷却的初期，后室甲醇裂解产生氧元素进入前室，导致工件在高温阶段发生氧化脱碳；
     验证方式：更换使用分析纯甲醇作为渗碳基础气氛；
     结论：产品依然脱碳，非常均匀的0.01-0.03mm；
     怀疑原因3：因怀疑前室有氧元素存在，在产品进入前室前，前室通入一定流量的高纯氮（液氮气化）进行置换和保护，现怀疑使用纯氮纯度不足；
     验证方式：产品出后室后，前室不再使用氮气置换气氛和保护；
     结论：无论是否通入氮气，无论通入氮气的时间长短，产品仍然脱碳。
     怀疑原因4：产品出后室温度过高，在前室冷却慢，发生氧化脱碳；
     验证方式：将产品出后室的温度由880度降至820度甚至800度，产品仍然脱碳。
     怀疑原因5：设备漏气，或空冷室漏水；
     验证方式：只要产品发生全脱碳，就可以判定是在前室发生的氧化，就说明前室有氧元素的存在，就需要存在氧元素进入前室的渠道。最大可能是设备漏气！可是对设备各连接处点火引燃，均未发现冒火、冒烟等可以说明漏气的现象；将设备前室放气，观察前室内壁，无冷凝水出现；
     结论：未发现漏气点；
     怀疑原因6：平衡空气过量；
     验证方式：平衡空气在碳势超过控制值时会向炉内通入以实时调整炉内碳势，过量必然就形成一定能力的氧化作用；在验证时，关闭平衡空气，控制碳势稍高于设定值的微幅波动；
     结论：平衡空气不论通入与不通入，产品依然脱碳；
     怀疑原因7：渗碳用丙烷纯度不足；
     怀疑动机：无法说明。
     怀疑原因8：前室通冷却水过早，若后室甲醇裂解形成的水汽来不及在前室火嘴出溢出，就被冷的水冷壁冷凝成液态，当产品出后室后，高温使液态水气化，产生氧元素，将产品氧化脱碳。
     验证方式：前室冷却水不提前开启，在产品出后室后再开启，尽量减少以上作用；；
     结论：尚未验证。
     备注：产品在前室发生氧化脱碳，则前室必然存在氧元素，但前门出小火嘴一直燃烧，若前室有氧元素存在，则火嘴应向炉内吸入，将炉内残氧燃烧掉啊，为什么还会有氧残留呢？
     请各位专家老师指导一下!

Christopher

渗碳后期炉膛内碳势是否过低？

smilezdp198311

谢谢！
产品比较特殊，比表面积特别大，吸碳面积特别大，在处理时使用1.7-2.0%的高碳势，丙烷全程大流量手动通入，维持碳势。若是因为氧探头被糊住导致碳势测定异常，只会发信号给丙烷电磁阀调整通断，但我这是手动通入的，就是为了维持高碳势，故在产品处理后期应该不会出现炉内碳势过低的情况。
不过仍然谢谢您，我根据您的建议试一下，是不是后期氧探头失灵导致碳势测定偏差，炉内实际碳势偏低。

tuisi-xingsan

查一下，是否开炉前没有做好烘炉工作

热火

你的产品材料本身含碳量比较高吧 是球铁么？

smilezdp198311

20钢，Q235，设备是正常运行的，不是新开炉的，处理其他渗碳淬火产品正常

热火

smilezdp198311 发表于 2011-10-30 11:25
20钢，Q235，设备是正常运行的，不是新开炉的，处理其他渗碳淬火产品正常

为什么要用这么高的碳势啊 多用炉2.0的碳势还没用过 最高用过1.3的碳势  20号钢、Q235这材料也不用这么高的碳势吧。估计你其它产品的碳势没这么高吧。

smilezdp198311

都是长度为200-250mm，厚度为2-3mm，直径为22-30mm的半圆管状薄片子，单件0.1kg，装炉净重400-450Kg，也就是说比表面积相当大，吸碳面积相当大，碳势低了，产品碳浓度不足。

辽宁兴城

smilezdp198311 发表于 2011-10-30 12:03
都是长度为200-250mm，厚度为2-3mm，直径为22-30mm的半圆管状薄片子，单件0.1kg，装炉净重400-450Kg，也就是 ...

楼主分析的很到位，出现全脱层确实很意外。理论的东西我也不说了，用试验结果来回答吧。即然表面积大，能否减小表面积？我的意思是减少装样量，比如装一炉100kg产品（主要是产品质量轻，加热降温快，生产周期短，产品出现问题损失相对小这几方面考虑的。），产品间距相对加大3~4倍，工艺、设备、操作安全允许的前提下，能否在强渗或扩散结束后出主炉在前室冷却，如果无脱碳层，可以增加装炉量，在冷却阶段适当加大冷却速度和前室炉压，比如产品从主炉进入前室时产生负压需要加入大量纯氮气来维持炉压。等待你的好消息。

徐兆应

我现在也是做多用炉，你用的碳势我还没有用过，我最高用的才１.２，手动控制碳势会导致炉体的氧探头的寿命期，我以前也是手动控制过的不就氧探头就是行了，出现脱碳对我来说的确很惊讶，到目前为止我还没有碰到过，

辽宁兴城

smilezdp198311 发表于 2011-10-31 08:32
谢谢老师指导！
如果前室没有氧元素，在后室渗碳后前室缓冷阶段，即便是冷的再慢，也不会产生氧化脱碳。 ...

楼主你到处找氧原元素，甲醇本身就含有原元素，裂解后的气体中氧元素是以单质形式，还是以水或二氧化碳、一氧化碳形式存在（在高温时是可逆的，根据气体含量有个动态平衡问题），这不是人能控制的，所以建议缩短降温时间，达到减少脱碳深度的目的。既然楼主想找到氧原素的根源，并彻底解决脱碳问题，那么建议楼主在强渗渗碳结束后关掉甲醇，通入等量的氮气，丙烷气不变试一炉看结果。注（1）水蒸气在高温时也是强烈脱碳气氛，二氧化碳也可以脱碳。楼主只关心氧脱碳过程，不全面。个人观点请各位高人指正。

LHH1362

”可能“工件在后室就已形成脱C，”估计”与加入空气有关，如果空气没有进行干燥处理，遇到阴雨天，空气含水量是很大的，建议你提高出炉前的C势，例:如没定值是0.8可提高到0.85一0.90。仅供参考。

空余恨

此类零件楼主是从一开始加工就有脱碳，还是先前没有，后来才出现的？

孤鸿踏雪

个人愚见，脱碳是正常的，不脱碳是偶然的。

smilezdp198311

辽宁兴城 发表于 2011-10-30 20:26
楼主分析的很到位，出现全脱层确实很意外。理论的东西我也不说了，用试验结果来回答吧。即然表面积大，能 ...

谢谢老师指导！
如果前室没有氧元素，在后室渗碳后前室缓冷阶段，即便是冷的再慢，也不会产生氧化脱碳。加快冷却速度固然可以降低脱碳程度，但那时头疼医头脚痛医脚，不能从根本上解决问题。所以我现在纠结的不是冷却速度的问题，而是氧元素从何而来的问题。
负压吸气这一点我们考虑到了，使用液氮气化的高纯氮向前室和后室大量通入，对产品在前室上升时的瞬间负压进行了补偿，几乎不向内吸气。
再说，以前也没特意在意过这些细节操作，也没有脱碳，可是现在就是出现。头疼！
希望老师再给支支招！
谢谢！

stigershu

前室缓冷的时候，注意要通入足量的氮气保护维持正压。

tshyj

我分析你的产品第一是薄层渗碳，第二是脱碳层在圆弧的内侧面，不知是否如此？如果是这样，你发一个工件照片，技术要求，脱碳层金相照片，我分析一下原因，供你参考。
可以发到我的QQ邮箱12085313，我很想分析一下。,

smilezdp198311

宋工：您好！该产品脱碳程度非常“漂亮”，内壁和外壁均存在0.01-0.02的全脱碳层，跟氮化白两层似的，呵呵。

孤鸿踏雪

smilezdp198311 发表于 2011-11-3 14:58
宋工：您好！该产品脱碳程度非常“漂亮”，内壁和外壁均存在0.01-0.02的全脱碳层，跟氮化白两层似的，呵呵。 ...

氮化白亮层是需要在显微镜下才能观察到的，你的脱碳层不经过显微镜用肉眼就能看到（像白亮层）？

tshyj

分析必须有依据，不了解工件形状，你的处理过程，实际金相，很难回答。另外，边缘部分可能会有不同，现在我不清楚这些，不好回答。