低压真空渗碳和可控气氛渗碳相比,无论是在工件渗碳后的组织和性能、工艺的灵活性、生产成本和环境保护等方面都有着无法比拟的优势,必将会有广阔的应用前景和长足的发展。70年代末,法国、日本等国家开始研究将这一技术并进行生产性应用。1980年,法国在PVE300型真空淬火炉上添加渗碳装置后进行的试验获得了较满意的结果,并在试验室里初步建立了富化率理论。1982年他们在法国国家热处理学会展示了低压渗碳过程。1985年开发出计算机模拟软件,并于1988年建造了头一条连续生产线。1992年ECM公司为雪铁龙公司的变速器齿轮生产提供了头一台ICBP型低压真空渗碳工业炉。真空渗碳的温度一般介于920~1080℃之间。浙江钢低压渗碳供应商
工艺方法:1、直接淬火低温回火,组织及性能特点:不能细化钢的晶粒。工件淬火变形较大,合金钢渗碳件表面残余奥氏体量较多,表面硬度较低适用范围:操作简单,成本低廉用来处理对变形和承受冲击载荷不大的零件,适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。2、预冷直接淬火、低温回火淬火温度800-850℃,组织及性能特点:可以减少工件淬火变形,渗层中残余奥氏体量也可稍有降低,表面硬度略有提高,但奥氏体晶粒没有变化。适用范围:操作简单,工件氧化、脱碳及淬火变形均小,普遍应用于细晶粒钢制造的各种工具。渗碳后感应加热淬火低温回火,组织及性能特点:可以细化渗层及靠近渗层处的组织。淬火变形小,不允许硬化的部位不需预先防渗,适用范围:各种齿轮和轴类。浙江低压渗碳过程渗碳温度过高会引起晶粒粗大。
在整个真空渗碳工艺过程中,首先会将零件合理的摆放并装炉,这样可以有效地减小工件变形的概率,还能够提高零件的淬火和渗碳质量,避免渗碳不均匀的情况。零件放进真空炉之后,会用机器将真空炉抽成真空,紧接着就是加热,加热到一定温度并且要让其受热均匀。之后注入甲烷或者乙炔气体,气体在高温下会分解出活性碳原子,这些碳原子会扩散开来,然后被吸附到工件表面。脉冲式渗碳是真空渗碳所采用的主要方式,也就是每隔一段时间做一次渗碳,有了一定的间隔时间可以让渗碳扩散的更充分。然后再经过几小时的保温和降温,就完成渗碳工艺。
渗碳浓度加剧过渡:1、产生的原因及危害:渗碳浓度突然过渡就是表面与中心的碳浓度变化加剧,不是由高到低的均匀过渡,而是突然过渡。产生此缺陷的原因是渗碳剂作用很强烈(如新配制的木炭,旧渗碳剂加得很少),同时钢中有Cr、Mn、Mo等合金元素是促使碳化物形成强烈,而造成表面高浓度,中心低浓度,并无过渡层。产生此缺陷后造成表里相当大的内应力,在淬火过程中或磨削过程中产生裂纹或剥落现象。2、防止的方法:渗碳剂新旧按规定配比制,使渗碳缓和。用BaCO3作催渗剂较好,因为Na2CO3比较急剧。按含碳介质的不同,渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳、液体渗碳、和碳氮共渗。
在每一个渗碳和扩散周期内,需要一个从渗碳气氛向扩散气氛转换的时间。根据温度、气氛的裂解、气体膨胀的特性和真空泵的能力,该时间只需5s。根据工件渗层要求,计算机模拟系统将计算出渗碳和扩散过程的时间和循环次数。由于加热渗碳室的较高温度可达1100℃,因此,即使采用980℃的渗碳温度也不会影响加热元件和保温层的使用寿命。同样,1100℃的工作温度可实现对工模具的真空淬火处理。计算机模拟计算前,需要输入工件材料的特性和初始参数。完成上述操作后,计算机开始模拟并算出:(渗碳+扩散)的循环次数、然后扩散期的时间、总的处理时间、较终表面碳浓度和较终的渗层深度。计算机模拟与工件实测的渗层误差小于5%。如可控气氛渗碳无法解决表面内氧化、高温渗碳层及深层渗碳的问题,气体渗碳也难以对零件进行渗碳等。浙江低压渗碳过程
在欧洲、美国、日本等地,低压真空渗碳已经在汽车、机械、航空航天等领域获得了普遍的应用。浙江钢低压渗碳供应商
工艺方法:一次加热淬火,低温回火,淬火温度820-850℃或780-810℃,组织及性能特点:对心部强度要求较高者,采用820-850℃淬火,心部为低碳M,表面要求硬度高者,采用780-810℃淬火可以细化晶粒。适用范围:适用于固体渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液体渗碳的粗晶粒钢,某些渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。渗碳高温回火,一次加热淬火,低温回火,淬火温度840-860℃,组织及性能特点:高温回火使M和残余A分解,渗层中碳和合金元素以碳化物形式析出,便于切削加工及淬火后残余A减少。适用范围:主要用于Cr-Ni合金渗碳工件。浙江钢低压渗碳供应商
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