氣體滲碳工藝進(jìn)行的方法
發(fā)布時間:2013-11-25 16:48:35
按滲碳?xì)夥罩苽浞绞讲煌?，可將氣體滲碳分為發(fā)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(zhì)量雖不如發(fā)生爐氣式的加工質(zhì)量高，但具有設(shè)備、工藝簡單，滲劑來源充足等優(yōu)點(diǎn)，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(yīng)生成活性碳原子而實現(xiàn)對工件的滲碳處理。發(fā)生爐氣式氣體滲碳多用于大批量連續(xù)生產(chǎn)。該法氣氛成分穩(wěn)定，容易實現(xiàn)自動控制。
滴注式氣體滲碳的工藝過程通常可劃分為排氣升溫、滲碳（包括強(qiáng)滲與擴(kuò)散）、降溫冷卻三個階段。各個階段的目的要求不同，應(yīng)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(jīng)這種堿性溶液清洗后應(yīng)當(dāng)用干凈的熱水仔細(xì)漂洗和沖洗。在保證裝夾可靠的前提下，應(yīng)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(dāng)間隙，不允許緊密裝夾，保持爐氣循環(huán)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(yīng)大一些。
用鐵絲綁掛工件時，綁掛方式應(yīng)能防止工件產(chǎn)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(yù)先除掉。夾具使用前也應(yīng)清洗。操作人員應(yīng)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(shù)的控制
氣體滲碳質(zhì)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(dāng)滲層深度要求較淺的薄層滲碳時，應(yīng)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(nèi)壓力應(yīng)控制在100～200Pa。
滲劑滴量的控制可分為強(qiáng)滲、擴(kuò)散。前段采用大滴量，維持爐內(nèi)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(qiáng)滲的前段滴量的1/2，適當(dāng)降低爐內(nèi)碳勢，使表層過剩的碳向內(nèi)層擴(kuò)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(kuò)散時間一般是強(qiáng)滲時間的1/4-1/3，碳鋼是1/5 -1/4。擴(kuò)散階段爐內(nèi)壓力應(yīng)控制在50～100Pa。
降溫冷卻階段在滲碳階段結(jié)束前1h左右，從爐內(nèi)取出試棒，檢查滲層深度，確定準(zhǔn)確的滲碳時問。當(dāng)達(dá)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(zhuǎn)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(nèi)外溫度均勻一致，然后進(jìn)行淬火冷卻。
在以上的降溫或均溫過程中，均應(yīng)向爐內(nèi)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(yīng)該維持爐內(nèi)正壓，以防止發(fā)生氧化脫碳。緩慢地隨爐降溫，可使?jié)B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(zhuǎn)變點(diǎn)，從而達(dá)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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