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低压真空渗碳工艺探讨

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-12-02 1:19:45 * 浏览: 13
为了解决可控气氛渗碳无法解决的表面内氧化和高温深层渗碳问题,发达国家已将大量低压真空渗碳技术应用。时间的问题。本文基于北京埃西姆工业炉技术发展有限公司开发的低压真空渗碳设备和技术,对低压真空渗碳过程进行了初步探索。比较低压真空渗碳和可控气氛渗碳,工艺上的差异主要在于渗碳压力,介质,控制和方法上。 1.渗碳压力在受控气氛下渗碳时,渗碳的绝对压力为1002-1003mbar,真空渗碳过程中的渗碳的绝对压力小于或等于30mbar,这不仅表明了炉内的真空状态,而且还表明重要的是,它与渗碳温度,时间和渗碳气体流量一起,直接或间接影响渗碳层的深度和工件表面的碳浓度。研究表明,低压真空渗碳压力主要与真空泵单元的渗碳温度,渗碳气体流量和抽速有关。渗碳压力与渗碳温度和渗碳气体流量成正比,而渗碳气体流量与真空泵单元的泵压成正比。反之快。在选择渗碳气体流量时,主要考虑炉子负荷,因为渗碳气体流量与渗碳工件的总表面积成正比。通常,渗碳压力的增加意味着渗碳气体的流量增加,并且碳供应能力得到增强。较低的渗碳压力会降低碳的供应量,但会增加炉内的真空度,降低工件的表面压力,并增加金属工件的晶体结构中的间隙,从而提高工件的能力。吸附活性碳原子。因此,进行低压真空渗碳时,应选择合适的渗碳压力。经验表明,该压力应控制在3-25毫巴的范围内。 2.在可控气氛渗碳介质中,渗碳介质为甲醇+氮气+富气+空气或甲醇+富气+空气,而在真空渗碳中,渗碳介质为乙炔+保护性气体(氮气或惰性气体)或丙烷+保护气体(氮气或惰性气体)。尽管丙烷气体在低压真空渗碳中可能具有不同的分解反应,但z *最终会产生或多或少的甲烷。在1990年代,以丙烷气为碳源的低压真空渗碳介质被确认进入某个市场。汽车领域的许多用户都使用此新过程。然而,实际应用证明丙烷作为渗碳碳源的应用相对有限。它主要用于汽车齿轮零件的低压真空渗碳,尚未广泛用于各个工业领域的零件的低压真空渗碳。原因之一是,当温度高于600℃时,丙烷容易分解成碳,氢和甲烷。该分解速率非常快并且几乎是瞬时的。因此,当丙烷气体进入加热室时,它开始分解。附近的空间易于大量分解,因此在加热室内容易形成炭黑,并且在炉内温度较低的部分(例如内壳或管道)中,丙烷也会形成焦油,这对真空泵单元。但是,乙炔作为低压真空渗碳中的渗碳碳源具有以下优点。 *首先,在渗碳过程中,乙炔分子完全分解成两个自由碳原子和一个氢分子,而丙烷分子只能分解一个自由碳原子。可以看出,使用乙炔将更为经济。第二,乙炔具有高渗透性。碳容量和气体供应相对减少。渗碳压力i比丙烷低。第三,乙炔仅在金属表面接触时分解。这基本上消除了使用丙烷渗碳时产生的炭黑现象,并且不会产生焦油。另外,使用乙炔还可以使小直径和长盲孔的零件均匀渗碳,并允许将高密度和大体积的工件装载到炉中。 3.渗碳控制受控气氛渗碳使用氧气探针测量碳势,以控制渗碳层的形成。在低压真空渗碳中,我们采用基于扩散理论的“奥氏体碳含量”。饱和值控制方法,即整个渗碳过程由多个次渗碳过程组成,每个次渗碳过程包括强渗碳期和扩散期两个阶段。如何确定各次渗碳程序中的强渗碳时间和扩散时间,已成为渗碳控制的关键。根据国外低压真空渗碳的经验,这些时间的确定需要基于材料的成分,渗碳层的深度以及表面碳浓度的要求。建立准确的数学模型后,可通过计算机进行计算。必须通过大量的低压真空渗碳测试数据来获得此数学模型的建立。 4.渗碳方法如前一节所述,在低压(常压,30mbar)真空下,渗碳方法由几种亚渗碳程序组成,包括多次亚密集渗碳(通过渗碳介质乙炔)和亚渗碳。扩散(通入保护气体,例如氮气或惰性气体),因此该过程也称为脉冲渗碳过程。采用这种渗碳方法可以确保工件的角不会过度渗入,并且还可以确保工件的表面不会碳化,从而形成炭黑。与低压真空渗碳和可控气氛渗碳相比,渗碳后工件的微观结构和性能,工艺灵活性,生产成本和环保性均具有无可比拟的优势,将有广阔的应用前景和广阔的发展空间。