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技术工艺

气体渗碳工艺

发布者:杨文军 发布时间:2017-2-22 21:11:42 点击次数:398 关闭

气体渗碳的目的:气体渗碳是为了增加钢件表层的含碳量和一定的碳浓度梯度,将钢件在渗碳介质中加热并保温使碳原子渗入钢件表层的化学热处理工艺称为渗碳,渗碳钢一般采用普通碳钢、优质碳素结构钢和低碳合金结构钢,也可采用Q235钢。
开炉前的准备:
(1)渗碳工件表面不应有锈蚀、污垢、裂纹及伤痕等缺陷。
(2)工件表面不需渗碳部分可采用表面镀铜或涂防渗碳涂料防止渗碳,也可在渗碳后,对
     不需要渗碳的部分切削去渗碳层。镀铜层的厚度一般应大于0.03mm;防渗碳涂料的厚
     度一般应大于0.3mm,要求涂层致密。
(3)采用滴注式渗碳时,渗碳剂一般是甲醇(形成载气);煤油或丙酮、醋酸乙酯(形成富
     化气),有条件时也可以采用其他方式的可控气氛渗碳。为取得高质量渗碳,减少碳
     黑,更好选用航空煤油滴注。
(4)准备好试样和中间试样。试样宜取自同批零件,试样表面不允许有锈蚀、油污。中间试
     样一般为Φ10mm×10钢试棒。
渗碳操作:
  ①开炉前检查设备(参照井式气体渗碳炉操作规程)
  ②根据停炉时间和炉罐情况,按工艺文件规定,进行炉罐渗碳。炉罐渗碳时间,对于新炉
    罐一般为6-12h,对于旧炉罐一般为2-4h左右。
  ③装炉:
    a.将材质相同、渗碳层技术要求相同、渗碳后热处理方式相同的工件,放在同一炉生
      产。试样放在料筐的有代表性的位置。每炉装载量和装料高度应小于设备规定的更
      大装载量和装料高度。
    b.为保证炉内渗碳气氛的循环畅通,使渗碳层均匀,工件间应留有纵横大于5mm的间隙。
    c.料筐装入炉内时,要垂直摆放,各层料筐应齐整,不得有间隙,同时悬吊放入中间试
      样棒。
    d.工件入炉后,将炉盖盖紧,不允许有漏气现象,滴入渗碳剂后,应保持炉内压力
      为196-490Pa。将废气点燃,火苗高度为200-300mm。
  ④ 渗碳
    a.渗碳工艺曲线:根据材质及渗碳层显微组织的要求,由有关工艺文件规定渗碳工艺
      曲线,一般对于要求严格控制碳化物的低合钢钢工件,可参考工艺曲线图如(1-4)。
      对于不要求严格控制碳化物的低碳钢、低合金钢工件,可参考工艺曲线图(1-5)。
 

图1-4 严格要求控制碳化物的低
合金钢工件渗碳工艺曲线
 
图1-5 不严格要求控制碳化物的低
合金钢工件渗碳工艺曲线


关于渗碳工艺曲线说明如下:
赶气:其目的是赶走炉内空气,使炉内空气恢复到工艺规定的碳势气氛。
保温:其目的是使炉内工件温度均匀。保温时间一般是40min到1h。
渗碳温度和渗碳时间:渗碳温度一般为900~940℃,渗碳时间应根据要求的渗碳层深度确定,它与渗碳温度、炉内气氛的碳势及工件特征等因素有关。
渗碳剂的选择及应用:采用滴注式渗碳时,可根据生产厂条件选择渗碳剂。选用普通煤油作渗碳剂,炉内碳黑较多。选用航空煤油,不易产生碳黑,甲醇作载气,煤油作富化气,炉内碳黑较少。用甲醇作载气,丙酮或醋酸乙醋作富化气,炉内碳黑则更少,可进行气氛的碳势控制。渗碳剂用量根据工件装载量和表面积大小等因素进行调整。

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