赛博 发表于 2015-3-6 12:35:43

低压渗碳工艺探讨

各位高手,谈谈低压渗碳工艺

宋景龙 发表于 2015-3-9 15:05:41

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 发表于 2015-3-7 13:47:35

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宋景龙 发表于 2015-3-7 13:39:32

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 发表于 2015-3-9 14:11:56

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 发表于 2015-3-9 15:09:23

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 发表于 2015-3-9 15:10:17

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 发表于 2015-3-9 18:38:26

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

龙虾 发表于 2015-3-10 08:53:05

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 发表于 2015-3-10 13:57:05

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 发表于 2015-3-11 11:05:38

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 发表于 2015-3-11 11:06:51

好像关注低压渗碳的不多

宋景龙 发表于 2015-3-11 18:36:02

是的,互相探索,学习。

wqc_1984 发表于 2015-3-24 00:22:16

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 发表于 2015-3-24 18:16:33

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 发表于 2015-3-24 18:19:01

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 发表于 2015-6-9 16:29:21

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 发表于 2015-6-11 08:26:09

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 发表于 2015-6-11 16:25:17

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 发表于 2015-6-15 08:19:07

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。
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