目前国内大部分采用可控气氛渗碳技术,但存在其无法克服的弊端。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,气体渗碳也难以对不锈钢、含硅钢进行渗碳等。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,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,更显示出其突出的性能,如盲孔类零件的长形喷油嘴针阀体、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地加以解决。金属材料经过低压渗碳处理后,可获得更好的耐磨性和抗蚀性能。钨钢低压渗碳过程
真空渗碳技术作为一种清洁热处理技术得到推广应用,成为有潜力、可替代可控气体渗碳的有效方法,有良好的发展前景。积极推广真空渗碳高压气淬技术及装备,有利于促进我国机械制造及环保事业的发展,对努力构建高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系具有重要意义。我们相信,随着低压真空渗碳应用领域的推开,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。钨钢低压渗碳过程真空低压渗碳工艺处理后的零件表面洁净,无须进行额外的清洗步骤。
低压真空渗碳的优缺点,低压真空渗碳零件具有真空热处理的普遍优点,相比于普通渗碳零件具有更多的以下优点:1.表面质量好: 真空渗碳表面不氧化、不脱碳,可保持金属本色; 不产生内氧(黑色组织),有助于提高零件的疲劳强度; 能极大产品的可靠性和使用寿命。 真空渗碳,不会与氧接触,所以有氧产生的缺陷在真空渗碳中全部避免。2.适用范围普遍:真空渗碳可实现对盲孔、深孔和狭缝的零件或者不锈钢等普通气体渗碳效果不好甚至难以渗碳的零件,真空渗碳可获得良好的渗碳层。
为了保证齿面的接触疲劳强度,齿面的碳浓度一般控制在0.65%~0.95%较佳。但是在真空渗碳过程中,过高的碳浓度会导致齿角残余奥氏体太多,影响零件的使用寿命。渗碳流量设定依据为处理零件的表面积,因此为了准确设定和控制渗碳介质的流量,较好采用质量流量计。主减速齿轮采用乙炔渗碳,齿轮表面积86763.982mm²,装炉量为64件/炉,根据经验公式计算乙炔流量2000NL/h。低压真空渗碳的优势很明显,但是缺点,肯定也是有的。1)设备成本相对较高。2)小件的装炉量和多用炉相比,会少一点。真空渗碳装炉时,特别是小件渗碳,层与层之间的间隙要有50mm左右。气体低压渗碳工艺操作简单,能够满足不同材料的渗碳需求。
如我公司引进的法国ECM公司的真空炉设备,其就配备了一款名为“CBPWin”的工艺模拟软件。我公司真空炉生产现场在制定真空渗碳工艺参数时,均是先通过此模拟软件模拟出一套渗碳工艺参数,即强渗与扩散的脉冲时间,然后经过实际生产验证对模拟工艺进行调整优化,然后得到实际生产工艺。模拟工艺是通过工艺人员将一些模拟参数输入到工艺模拟软件中得到的,其中一个比较重要的模拟参数就是Flux,即富化率。但是模拟软件只能模拟出强渗与扩散的脉冲时间,可实际生产中还需要根据装炉零件数量的不同设定适宜的渗碳介质流量(在我公司生产现场即为乙炔流量),将其与强渗及扩散脉冲时间一起输入到生产现场的控制电脑中,这样才算生成了一份完整的真空渗碳工艺。因此,此参数也至关重要,其对渗碳质量的影响也非常大。低压渗碳是提高动态加载部件疲劳极限的较流行表面淬火工艺之一。江苏钨钢低压渗碳过程
齿轮零件、机器部件和发动机喷射系统经常采用低压渗碳工艺以提升性能。钨钢低压渗碳过程
常见缺陷:碳浓度过高。1、产生原因及危害:如果渗碳时急剧加热,温度又过高或固体渗碳时用全新渗碳剂,或用强烈的催渗剂过多都会引起渗碳浓度过高的现象。随着碳浓度过高,工件表面出现块状粗大的碳化物或网状碳化物。由于这种硬脆组织产生,使渗碳层的韧性急剧下降。并且淬火时形成高碳马氏体,在磨削时容易出现磨削裂纹。2.防止的方法:①不能急剧加热,需采用适当的加热温度,不使钢的晶粒长大为好。如果渗碳时晶粒粗大,则应在渗碳后正火或两次淬火处理来细化晶粒。②严格控制炉温均匀性,不能波动过大,在反射炉中固体渗碳时需特别注意。③固体渗碳时,渗碳剂要新、旧配比使用。催渗剂较好采用4—7%的BaCO3,不使用Na2CO3作催渗剂。钨钢低压渗碳过程
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