不提高渗碳温度和Cp时，如何提高渗碳速度？

wya-8

渗碳温度920--930℃，Cp=1.15—1.20%C，如何提高渗碳速度？

本题目的是想讨论一下 工艺参数“平均停留时间”长短对渗碳速度的影响。

“平均停留时间”的倒数即为换气次数/小时。

现场生产得知：固体渗碳箱内气氛碳势较高，但渗速不快；同一炉气碳势，但盲孔内渗碳层深度低于其他表面；
另外，《工艺气体消耗近于零的气体渗碳法》文中  图5工艺曲线多用炉吸热式气氛，装炉重量：2000kg, 渗碳温度：930℃， Cp 1.5-1.4%C, 渗碳时间：29hr.， 渗碳层：2.5mm ;
此例所谓“在极限碳势线上”渗碳，为什么渗碳速度一般？
……
众所周知：高碳势渗碳能提高渗碳速度。但目前的技术，较长时间和较高的炉气碳势很容易污染氧探头，所以现场应用高碳势渗碳的工艺有限。
炉气碳势不太高时（例如Cp=1.15—1.20%C），在渗碳初期（渗碳第一、第二小时）适当减少“平均停留时间”或适当增加换气次数/小时，从而提高了渗碳速度现场可行吗？

wya-8

就是这个味 发表于 2015-9-30 16:37
“平均停留时间”可不可以理解为炉压？

因为：

                            吸热式气体流量（m³/h）＋富化气流量（m³/h）
换气次数/（h）=  ———————————————————————
                                                   炉子容积(m³)


                                                             炉子容积(m³)
平均停留时间（h）=  ———————————————————————
                                 吸热式气体流量（m³/h）＋富化气流量（m³/h）

所以：

平均停留时间（h）与 换气次数/h 是互为倒数。

wya-8

本人从1985.3.为“山东省工业工艺工作会议资料”总结中整理数据，经过计算，得到了渗碳剂平均停留时间与渗碳第一小时渗碳层深度的对应数据


设备：60kw 井式气碳渗碳炉;
渗碳温度： 920-940℃      渗碳剂： 煤油60% + 工业酒精40% ，7--32 ml/min  
装炉零件：2201 起动机齿轮， 550件/炉、表面积：≈10 M²
计算产气量：煤油（碳当量=14），0.75M³/L   工业酒精，1.55 M³/L
渗碳速度提高也可能由于炉气碳势的提高，但炉气CO₂%是比较稳定的。


以上数据、图表仅供参考。
有错处请指正。

伯龙马

网上介绍提高渗碳速度可使用催渗剂。

就是这个味

“平均停留时间”可不可以理解为炉压？

草原的风

个人觉得可行，在渗碳温度一定，碳势一定的前提下，如何提高渗碳速度？那就是增加渗碳气体流动，因为从渗碳机理来看，渗碳气氛在工件表面被吸附，然后才通过吸收、扩散进入内部，在气体与工件表面的界面处，高的碳势由于活性碳原子被工件所吸附，导致气相界面处的碳势降低，这一薄层低碳势的气体被吸附在零件表面，由于流体与固相具有摩擦力即粘性，吸附在固相表面，难以被及时置换，导致界面低碳势进行渗碳，所以，为了增加其置换速度，必须使远离界面的流体的流速加快，这样可以使得界面薄层保持较高的碳势，从而增加渗碳速度。

伯龙马

  如果原来的渗碳气体流动速度已足够，在增加流速没有任何意义。究竟多大的流速足够呢？

lmguo

买个易普森炉就好了

wya-8

伯龙马 发表于 2015-10-5 17:59
如果原来的渗碳气体流动速度已足够，在增加流速没有任何意义。究竟多大的流速足够呢？

究竟多大的流速足够呢？
理论依据： 渗碳开始Cp与Cs处于最大不平衡情况（Cp与Cs相差最大）；表面吸碳立即向钢内部扩散，Cs＜Cp说明碳原子的扩散速度大于吸碳速度。随着渗碳时间延长，Cs值增加，Cs与Cp相差减小。
因为渗碳剂流量增加，使Cs值增加，碳流量增加即渗碳层深度增加。
因此，可以通过测定试样渗碳第一小时表面含碳量Cs(wt%)或渗碳层深度d(mm)来判断流速是否足够大。
有错误请指正。

heliang28345

渗碳除了温度和Cp，也就只有炉内流场和材料成分本身可以改变了

多加合金，或者加点氨气进去，根据理论计算，碳氮共渗时，C和N可以互相促进提高对方在钢中的扩散速率。

wya-8

应用渗碳前预氧化技术，可提高渗碳速度。

渗碳前预氧化形成Fe₃O₄氧化膜，在高温还原气氛的条件下能迅速还原并吸附C.

Fe₃O₄＋2CO＋4H₂ → C_(γ－Fe) ＋3Fe ＋ CO₂＋4H₂O

有不对请指正。

wya-8

完全赞同10#的看法。

材料中含有形成碳化物的合金元素，能使渗碳速度增加。
渗碳介质具有较大的传递系数β时，也能使渗碳速度增加。

取这个图的部分

图上传递系数β值为1•10^-5－3•10^-5 cm／s，
图上工艺参数为：
渗碳温度920℃、Cp=1.15%C、Ck=0.15%C D_c=2.2•10^-7cm²／s，
取渗碳时间=1 h时 由图查得
β=1•10^-5，Cs≈0.73%C
β=3•10^-5,  Cs≈1.03%C
传递系数β大，表面含碳量Cs高，渗碳初期的渗碳层碳通量（J＝－Dc∂C /∂x）增加，即渗碳层生长（渗碳速度）加快。
不对处请大家指正。

wya-8

lmguo 发表于 2015-10-6 09:30
买个易普森炉就好了

大公司先进的碳控仪程序里可能包含了像传递系数β、扩散系数D等因素对渗碳过程的影响。所以，若生产现场的设备、零件材料、技术要求、渗碳工艺参数大致相同时，那么渗碳过程的模拟曲线应该近似，对吗？

xueyuxueyu2012

lmguo 发表于 2015-10-6 09:30
买个易普森炉就好了

为什么买个益普森就行了啊啊  怎么说呢

wya-8

xueyuxueyu2012 发表于 2015-11-22 12:27
为什么买个益普森就行了啊啊  怎么说呢

我先说一下吧
我有一张87年得到的Ipsend的渗碳温度-渗碳层深度-渗碳时间关系图。

图中 渗碳温度920℃，渗碳时间 1小时 渗碳层深度≈0.55mm;
图中数据是否与国内现场操作的数据十分接近。


这张图（以前发过）是从书上摘录的，有渗碳温度-合金系数-心部含碳量-系数K, 应用时要减去S项。

上图是不是不提高渗碳温度和Cp时，能达到较大的渗碳速度。
以上供参考，不对处请指正。

gwy

大神啊，崇拜，不知道炉压对渗碳速度有没有影响，炉压高一点是不是渗速能快点？

cnszgong

gwy 发表于 2015-11-25 11:39
大神啊，崇拜，不知道炉压对渗碳速度有没有影响，炉压高一点是不是渗速能快点？

没发现炉压对渗碳速度有影响。

wolf2003

爱普生炉子有预氧化功能，所以稍微加快渗速

530681991

xueyuxueyu2012 发表于 2015-11-22 12:27
为什么买个益普森就行了啊啊  怎么说呢

你不知道易普森有两种炉型吗，超级渗碳炉听说过吗

530681991

heliang28345 发表于 2015-10-8 03:50
渗碳除了温度和Cp，也就只有炉内流场和材料成分本身可以改变了

多加合金，或者加点氨气进去，根据理论计 ...

氨气在强渗温度起不了太大作用，你先了解下氨气分解温度先