低压渗碳的应用范围:(1)适用的材质种类能够在传统炉子上进行渗碳,零件表面可以吸收碳的所有材料均可用低压真空渗碳炉。诸如:国外的牌号:16MC5、20MC5、27MC5、16NCD13、18NCD6等。中国的牌号:20CrMnTi、20CrMnMo、20CrMnMo、12Cr2Ni4A等。(2)实用的零件种类在许多情况下已经证明,采用低压渗碳+气淬的工艺所产生的变形(椭圆误差和平面误差)小于传统的渗碳+油淬工艺所产生的变形。经低压真空渗碳炉处理的工件的抗疲劳强度提高了30%。因此,对热处理质量要求比较高的情况下,非常适合选用低压真空渗碳炉。低压真空渗碳与高压气淬技术具有无内氧化,表面质量好,变形微小,工艺的稳定性和重复性好的特点。江苏钨钢低压渗碳厂家
20世纪60年代其开发、70~80年代处于逐步完善过程的真空渗碳技术,长期未得到普遍应用。主要问题是甲烷在低压下很难裂解,丙烷在真空中裂解后会形成大量炭黑。直到90年代才开发出利用乙烷、丙烷或丙烯的低压脉冲渗碳和低压渗碳-扩散过程优化方式,以及离子渗碳技术的出现才使炭黑的危害得以消除。乙炔除在低压下容易裂解、渗碳时工件表面可获得均匀渗层外,较可贵的一点是可在工件不通孔的内表面得到均匀的渗层。70年代美国为扩大真空油淬热处理炉的销售而输入天然气进行试验时偶然发现渗碳效果,从而提出了真空渗碳概念。浙江机械零件低压渗碳条件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。
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。
工艺参数:材料牌号QS1927S0,热处理技术要求为∶表面硬度680~790HV10,心部硬度360~460HV10,有效硬化层深,成品要求0.45~0.75mm(600HV1),考虑磨齿余量,热后要求0.6~0.85mm(600HV1)。热处理工艺流程为上料→清洗→脱脂+预氧化→低压真空渗碳+高压气淬→低温回火→风冷→下料。渗碳、淬火工艺参数确定:低压真空渗碳热处理的原理,实际上是在低压(一般≤2kPa)真空状态下,采用脉冲方式,通过多个强渗(通入渗碳介质)+扩散(通入保护气体,如氮气)与一个集中的扩散过程,实现渗碳。该工艺的控制方法为“饱和值调整法”,通过调整渗碳、扩散时间比,达到控制表面碳浓度和渗碳层深度的目的。真空渗碳的温度一般介于920~1080℃之间。
一般渗碳压力提高意味着渗碳气体流量加大,供碳能力加强。而渗碳压力降低,虽然会降低供碳能力,但却使炉内真空度提高,工件表面压强降低,金属工件晶体结构的空隙加大,致使工件对活性碳原子的吸附能力提高。因此,在进行低压真空渗碳时应选择合适的渗碳压力。经验表明,该压力应控制在3-25mbar范围内。渗碳介质,在可控气氛渗碳中,渗碳介质为甲醇+氮气+富化气+空气或甲醇+富化气+空气,而在真空渗碳中,渗碳介质为乙炔+保护气(氮气或惰性气体)或丙烷+保护气(氮气或惰性气体)。虽然丙烷气在低压真空渗碳中可能有不同的分解反应,但较终都会或多或少地产生甲烷。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。江苏乙烯低压渗碳厂家
淬火后必须经过充分回火或多次回火,消除内应力。江苏钨钢低压渗碳厂家
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。江苏钨钢低压渗碳厂家