上海鎢鋼低壓滲碳過(guò)程

根據(jù)各個(gè)階段工藝參數(shù)的不同，整個(gè)真空滲碳工藝可分為一段式、脈沖式、擺動(dòng)式這幾種形式，真空度、溫度、滲碳時(shí)間等隨具體要求的不同，會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。常用的滲碳?xì)怏w包括丙烷、甲烷、乙炔、天然氣等，為防止過(guò)程中產(chǎn)生炭黑，要求氣體純度(體積分?jǐn)?shù))大于96%，并可適當(dāng)充入氮?dú)膺M(jìn)行稀釋擴(kuò)散。滲碳?xì)怏w的流量以能使?fàn)t內(nèi)壓力增加133.33Pa/s為宜，滲碳?jí)毫τ眉淄?，爐壓控制在26.6～45kPa，用丙烷，爐壓為13.3～23kPa。滲碳?xì)鈮毫υ礁?，滲碳越快，滲碳層越均勻。但產(chǎn)生的炭黑也多。在保證滲碳層均勻前提下，盡量選用低的滲碳?jí)毫?，以減少炭黑的產(chǎn)生。真空滲碳的溫度一般介于920～1080℃之間，具體的選擇根據(jù)需處理的零件的類別、形狀特點(diǎn)以及滲碳層深度來(lái)確定。金屬材料經(jīng)過(guò)低壓滲碳處理后，可獲得更好的耐磨性和抗蝕性能。上海鎢鋼低壓滲碳過(guò)程

低壓滲碳工藝設(shè)備：(1)低壓滲碳裝置可配置到各種標(biāo)準(zhǔn)的真空爐上例如：可在臥式VGQ系列高壓高流率氣冷真空爐、立式底裝料的VGQV系列高壓高流率氣冷真空爐上、VGQ2系列雙室高壓高流率氣冷真空爐、VOQ2系列雙室油淬加壓氣冷真空爐等爐型上配置低壓滲碳裝置。(2)連續(xù)式低壓滲碳爐，可實(shí)現(xiàn)與機(jī)加工設(shè)備進(jìn)行同步生產(chǎn)通過(guò)多年的實(shí)際證明，與傳統(tǒng)的連續(xù)式滲碳生產(chǎn)線相比較，連續(xù)式設(shè)計(jì)的低壓滲碳爐具有很多的優(yōu)點(diǎn)，特別適合于對(duì)生產(chǎn)率有較高要求的汽車領(lǐng)域。蘇州鋼鐵低壓滲碳技術(shù)通過(guò)低壓滲碳工藝，零件表面不會(huì)接觸氧氣，從而避免了晶間氧化和表面氧化現(xiàn)象。

中國(guó)熱處理行業(yè)“十三五”規(guī)劃中，明確把“真空熱處理”列為先進(jìn)技術(shù)成果轉(zhuǎn)移和推廣重點(diǎn)內(nèi)容的一項(xiàng)工作，其中突出肯定了真空滲碳設(shè)備和工藝技術(shù)是國(guó)際“真空熱處理”的前沿技術(shù)，是真空熱處理發(fā)展的主要方向。在降低成本并提高生產(chǎn)率方面：成本的降低和生產(chǎn)率的提高取決于少的氣氛消耗、短的滲碳時(shí)間、設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單方便、設(shè)備利用率高等。與可控氣氛滲碳相比，低壓真空滲碳的生產(chǎn)成本可大幅度的降低H設(shè)備利用率大幅度提高、如法國(guó)雷諾汽車公司以臥式的連續(xù)式低樂(lè)真空滲碳爐與推盤式可控氣氛連續(xù)爐比較，可節(jié)約生產(chǎn)成本23%，設(shè)備利用率達(dá) 96%。

擴(kuò)散，隨著滲碳溫度的提高、碳的傳輸較增加，進(jìn)入工件的擴(kuò)散速度也加快。當(dāng)滲碳溫度從910℃提高到980℃時(shí)，碳的擴(kuò)散系數(shù)增加一倍，同時(shí)滲碳溫度增高伴有鋼的品粒明顯粗化。Schuler用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)品粒的穩(wěn)定圓棒進(jìn)行了詳細(xì)的試驗(yàn)，結(jié)果表明，如果鋼中鋁和氮的含量足夠高，滲碳溫度980℃下滲碳深度一般能達(dá)到1.5mm。如果由于滲碳參數(shù)導(dǎo)致材料品粒粗化，那么在等溫退火之后接著進(jìn)行奧氏體化，使品粒細(xì)化。滲碳結(jié)果，14NiCr14鋼滲碳深度表面含碳量與滲碳擴(kuò)散時(shí)間的關(guān)系。和傳統(tǒng)工藝相比，現(xiàn)代的低壓滲碳可以在3x10?pa以下的壓力范圍內(nèi)進(jìn)行，一方面，基本上防止了炭黑的形成;另一方面，即使?fàn)t料裝得緊，也能有非常均勻的處理結(jié)果。低壓滲碳工藝與熱處理相結(jié)合，能夠提高材料的硬度和強(qiáng)度。

滲碳介質(zhì)裂解特性對(duì)比，，以下顯示了不同的碳?xì)浠衔餁怏w在900～1000℃的溫度范圍內(nèi), 壓力在2000Pa以下, 可能發(fā)生的一些分解反應(yīng)。①分解反應(yīng)；②甲烷 CH4→CH4 （1）；③丙烷 C3H8→C+2CH4→C+2CH4 （2）；C3H8→C2H4+CH4→C+2CH4 （3）；C3H8→C2H2+H2+CH4→2C+CH4+2H2 （4）；④乙烯 C2H4→C+CH4 （5）；⑤乙炔 C2H2→2C+H2 （6）。觀察丙烷的各種可能的分解反應(yīng), 可以很明顯地看到, 所有反應(yīng)較終都或多或少地產(chǎn)生甲烷。因此，它們只能為滲碳提供很少的自由碳原子。這一點(diǎn)也可由反應(yīng)式（2）和（3）表示出來(lái), 丙烷不論是直接分解, 還是通過(guò)生成乙烯中間環(huán)節(jié)的分解, 都生成甲烷和一個(gè)自由碳原子。低壓滲碳工藝可以對(duì)零件進(jìn)行局部保護(hù)，避免不必要的滲碳。上海綠色低壓滲碳方法

齒輪零件、機(jī)器部件和發(fā)動(dòng)機(jī)噴射系統(tǒng)常采用低壓滲碳工藝以提高其性能。上海鎢鋼低壓滲碳過(guò)程

低壓滲碳工藝，通入低壓真空滲碳爐內(nèi)的滲碳?xì)夥?C2H2)在爐內(nèi)裂解后形成C+H2，使得加熱滲碳室內(nèi)的“碳”處于飽和狀態(tài)，并用碳富化率F(mg/h·cm2)來(lái)表達(dá)。當(dāng)工件的表面積小于其臨界值，C2H2的流量一定時(shí)，F(xiàn)值是恒定不變的；而當(dāng)C2H2的流量大于其臨界值，并且工件的表面積一定時(shí)，F(xiàn)值也是定值。因此，滲碳過(guò)程可用溫度、時(shí)間、C2H2和N2的流量及壓力4個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制。滲碳和擴(kuò)散過(guò)程中，壓力保持在70～2000Pa之間。低壓滲碳是由交替地通入滲碳?xì)怏w和中性氣體的過(guò)程組成的。每次滲碳后，工件表面的“碳”將向工件內(nèi)部擴(kuò)散。上海鎢鋼低壓滲碳過(guò)程