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氣體滲碳工藝進行的方法

發布時間:2013-11-25 16:48:35
按滲碳氣氛制備方式不同,可將氣體滲碳分為發生爐氣式和滴注式兩大類。滴注式滲碳是最早使用的一種氣體滲碳法,其加工質量雖不如發生爐氣式的加工質量高,但具有設備、工藝簡單,滲劑來源充足等優點,至今仍在廣泛使用。 滴注式氣體滲碳是將滲劑滴入普通井式氣體滲碳爐中,通過熱分解反應生成活性碳原子而實現對工件的滲碳處理。發生爐氣式氣體滲碳多用于大批量連續生產。該法氣氛成分穩定,容易實現自動控制。 滴注式氣體滲碳的工藝過程通??蓜澐譃榕艢馍郎?、滲碳(包括強滲與擴散)、降溫冷卻三個階段。各個階段的目的要求不同,應分別加以控制。 工件清洗和裝夾具 氣體滲碳工件入爐前需清理和清洗,以除去銹跡、油污和含硫潤滑劑等有害臟物。工件經這種堿性溶液清洗后應當用干凈的熱水仔細漂洗和沖洗。在保證裝夾可靠的前提下,應盡可能減小夾卡具重量,氣體滲碳需采用專用夾具而不要采用通用夾具。 工件與工件之間要留有適當間隙,不允許緊密裝夾,保持爐氣循環以獲得均勻的滲層。選擇裝夾間隙的一般原則是:滲層深度要求較厚的工件,其裝夾間隙可以小一些(但不得小于5~10mm),相反情況下裝夾間隙應大一些。 用鐵絲綁掛工件時,綁掛方式應能防止工件產生自重變形,而且綁扎位置需選在工件的次要滲碳部位上。鐵絲表面的鍍鋅層需用酸洗拋光的辦法預先除掉。夾具使用前也應清洗。操作人員應戴上干凈手套裝夾,保證清洗過的工件和夾具潔凈。 工藝參數的控制 氣體滲碳質量主要取決于溫度、時間和滲劑滴量的控制。
?、贊B碳溫度一般為900~950℃,最常用的為920~930℃。由于滲碳速度隨溫度升高而大幅度提高,因此,當滲層深度要求較淺的薄層滲碳時,應通過降低溫度而不是縮短時間的辦法來加以控制。因為不論在什么溫度下,滲碳時間愈短,精確地控制滲層深度就愈困難。
?、跐B碳階段:此階段的作用是滲入碳原子,并獲得一定深度的滲層。這一期間爐溫保持不變、爐內壓力應控制在100~200Pa。
滲劑滴量的控制可分為強滲、擴散。前段采用大滴量,維持爐內的高碳勢(如1.0%~1.2%C),形成高濃度梯度,以提高滲速。后段采用小滴量,通常為強滲的前段滴量的1/2,適當降低爐內碳勢,使表層過剩的碳向內層擴散或向爐氣中逸散,最后獲得所要求的表面碳濃度和滲層深度。擴散時間一般是強滲時間的1/4-1/3,碳鋼是1/5 -1/4。擴散階段爐內壓力應控制在50~100Pa。 降溫冷卻階段在滲碳階段結束前1h左右,從爐內取出試棒,檢查滲層深度,確定準確的滲碳時問。當達到所要求的滲層深度時,對需要重新加熱淬火的零件,隨爐降溫至860~880℃,然后出爐轉入可防止氧化脫碳的冷卻室冷至室溫;對直接淬火的零件,隨爐降溫至810—840℃,均溫30~60min,使零件內外溫度均勻一致,然后進行淬火冷卻。 在以上的降溫或均溫過程中,均應向爐內滴注適量的甲醇或富化氣,甲醇滴量可為20~40滴/min,煤油10~20滴/min,同時應該維持爐內正壓,以防止發生氧化脫碳。緩慢地隨爐降溫,可使滲層析出一部分碳化物,減少奧氏體中的含碳量,提高馬氏體轉變點,從而達到減少滲層中的殘余奧氏體,并增加表面硬度的目的。 本文參考《熱處理工藝問答》一書。
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