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渗碳工艺探讨(5):如何选择合理的强渗/扩散时间比例

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[LV.9]以坛为家II

发表于 2022-8-15 06:07:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
北京中仪天信科技有限公司
      关于渗碳过程中强渗时间与扩散时间比例的设计,每个企业和每个工艺人员均有不同的理解,目前国内比较流行的方式是强渗和扩散比例采用3:1或2:1。

      经过对各种材料和不同层深的渗碳工艺进行模拟,我们可以发现按照上述方式制定工艺并不合理。存在着强渗时间长,扩散时间短的问题。因此得到的零件表面硬度分布并不理想。对于中深层的零件,普遍存在最表面硬度高,次表面硬度低,再往里硬度又升高的 “波浪” 现象。以20C'r'MnTi,层深1.05mm,采用强渗300分钟+扩散100分钟为例,回火后的硬度曲线见下图:

640.png

      上面的图中碳浓度分布曲线也不好,存在明显的"低头"现象。

      为了避免上述的不良硬度曲线,可以将强渗/扩散时间比例调整到1:1,既采用强渗235分钟+扩散235分钟。新的回火后硬度曲线见下图:

640 (1).png

      经过上述调整,渗碳时间略有延长,但回火后的硬度和碳浓度分布均得到了显著的优化。表面硬度明显提高,过渡区更加缓和。

       研究认为,强渗/扩散的时间比例应该是一个变量。对于浅渗层的零件,扩散时间可以短一些。随着渗层深度的增加,扩散时间会显著延长。对于中等渗层深度的零件一般可以采取1:1的强渗时间/扩散时间比例。对于深渗层的零件,扩散时间应该显著大于强渗时间。

注:以上理论源自德国索默渗碳淬火模拟软件Case Hardening中的最佳渗碳工艺Optimum Carb。

索默软件中国代理:上海融涵热处理技术有限公司
联系人:张先生     微信号:powerfulzhang2018
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