按含碳介質(zhì)的不同,滲碳可分為氣體滲碳、固體滲碳、液體滲碳、和碳氮共滲。氣體滲碳是將工件裝入密閉的滲碳爐內(nèi),通入氣體滲劑(甲烷、乙烷等)或液體滲劑(煤油或苯、酒精等),在高溫下分解出活性碳原子,滲入工件表面,以獲得高碳表面層的一種滲碳操作工藝。固體滲碳是將工件和固體滲碳劑(木炭加促進(jìn)劑組成)一起裝在密閉的滲碳箱中,將箱放入加熱爐中加熱到滲碳溫度,并保溫一定時(shí)間,使活性碳原子滲人工件表面的一種較早的滲碳方法。低壓滲碳工藝可以滿足不同零件尺寸和復(fù)雜形狀的滲碳需求。鋼鐵低壓滲碳條件
真空滲碳工藝參數(shù)設(shè)定。低壓真空滲碳需設(shè)定的工藝參數(shù)有工藝方式、升溫速率、保溫溫度、滲碳溫度、滲碳?jí)毫Α怏w流量、氣體壓力、淬火溫度、淬火方式、淬火時(shí)間等諸多數(shù)據(jù)。滲碳溫度由材料決定,主要避免過(guò)熱。氣體流量由裝爐工件表面積決定。表面積越大,氣體流量要適量增加,滲碳?jí)毫τ晒ぜ牧?,工件形狀等決定,供氣壓力一般在0.2mpa,滲碳時(shí)間由滲碳溫度,滲層深度決定。滲碳質(zhì)量檢測(cè),按滲碳的質(zhì)量檢測(cè)就可以。主要是表面硬度,心部硬度,硬度梯度,金相組織內(nèi),氧化等標(biāo)準(zhǔn)。蘇州減速箱低壓滲碳加工真空低壓滲碳工藝處理后的零件表面潔凈,無(wú)須進(jìn)行額外的清洗步驟。
低壓滲碳原理:滲碳與其他化學(xué)熱處理一樣,也包含3個(gè)基本過(guò)程。分解→吸附→擴(kuò)散,分解:滲碳介質(zhì)的分解產(chǎn)生活性碳原子。吸附:活性碳原子被鋼件表面吸收后即溶到表層奧氏體中,使奧氏體中含碳量增加。擴(kuò)散:表面含碳量增加便與芯部含碳量出現(xiàn)濃度差,表面的碳遂向內(nèi)部擴(kuò)散。碳在鋼中的擴(kuò)散速度主要取決于溫度,同時(shí)與工件中被滲元素內(nèi)外濃度差和鋼中合金元素含量有關(guān)。因此滲碳被普遍用以提高零件強(qiáng)度、沖擊韌性和耐磨性,借以延長(zhǎng)零件的使用壽命。
真空滲碳技術(shù)是怎樣解決齒輪內(nèi)氧化的? (1)真空滲碳技術(shù)解決內(nèi)氧化原理,由于真空滲碳是在遠(yuǎn)低于大氣壓10kPa (760Torr)的壓力下完成的,低壓真空滲碳的典型氣壓范圍是400~666 (3~5Torr),真空條件使得碳原子更容易向鋼材表面轉(zhuǎn)移;同時(shí)因?yàn)椴淮嬖跉怏w滲碳工藝中的水煤氣反應(yīng),因而也就沒有內(nèi)氧化現(xiàn)象。(2)應(yīng)用實(shí)例,汽車變速器齒輪與軸齒,原采用常規(guī)滲碳淬火工藝,由于滲碳?xì)夥蛰d氣中存在氧和氧化物,內(nèi)氧化現(xiàn)象無(wú)法避免,同時(shí)熱處理畸變較大。低壓真空滲碳與高壓氣淬技術(shù)具有無(wú)內(nèi)氧化,表面質(zhì)量好,變形微小,工藝的穩(wěn)定性和重復(fù)性好的特點(diǎn)。
在20世紀(jì)90年代,低壓真空滲碳介質(zhì)以丙烷氣為碳源得到一定的市場(chǎng)確認(rèn),較多汽車領(lǐng)域的用戶使用這一新工藝。但通過(guò)實(shí)際使用證明,丙烷作為滲碳碳源的應(yīng)用相對(duì)有限,主要集中應(yīng)用于汽車齒輪類零件的低壓真空滲碳,并未能在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域零件的低壓真空滲碳中普遍使用。原因之一是當(dāng)溫度高于600℃時(shí),丙烷很容易分解為碳、氫和甲烷,這種分解速率非???,幾乎瞬間完成,所以當(dāng)丙烷氣進(jìn)入加熱室內(nèi)便開始分解,在被加熱工件的附近空間更是傾向于大量分解,致使加熱室內(nèi)極易形成碳黑,而在爐子中相對(duì)溫度較低的部位,如內(nèi)殼或管道內(nèi),丙烷還形成焦油,對(duì)真空泵組極為有害。氣體低壓滲碳工藝操作簡(jiǎn)單,能夠滿足不同材料的滲碳需求。蘇州減速箱低壓滲碳加工
鋼材低壓滲碳可以提高其強(qiáng)度和韌性,適用于各種機(jī)械零件的加工。鋼鐵低壓滲碳條件
滲碳后常采用以下幾種熱處理方法。1)預(yù)冷直接淬火+低溫回火,預(yù)冷的目的是減小零件變形,使表面的殘余奧氏體因碳化物的析出而減少。預(yù)冷直接淬火表面硬度略有提高,但晶粒沒有變化,預(yù)冷溫度應(yīng)高于Ar3,防止心部析出鐵素體,溫度過(guò)高影響預(yù)冷過(guò)程中碳化物的析出,殘余奧氏體量增加,同時(shí)也使淬火變形增大。2)高溫回火+淬火+低溫回火,經(jīng)高溫回火后殘余奧氏體分解,滲層中碳和合金元素以碳化物形式析出,易于機(jī)械加工同時(shí)殘余奧氏體減少,主要用于Cr-Ni合金鋼零件。鋼鐵低壓滲碳條件