上海钢低压渗碳过程

传统的气体渗碳由于齿轮壁厚相差悬殊必然造成渗碳深度不均匀，特别是齿顶和齿底部位的渗碳深度不均匀，给齿轮的疲劳强度带来极坏的影响。这里面有达到渗碳温度的加热问题，在气体渗碳时处理零件被装入已升温的炉内，根据质量效应，由于处理零件壁厚不同部位处的升温时间不同，从而在未匀热时就开始渗碳，所以壁厚差就导致渗碳深度的差异。对此，在真空渗碳处理时，零件装炉后，开始加热，根据处理零件的形状调整升温速度，并且与壁厚无关，待匀热后再进行短时渗碳从而可获得完全均匀一致的渗碳层。气体低压渗碳工艺操作简单，能够满足不同材料的渗碳需求。上海钢低压渗碳过程

低压真空渗碳优点：1.可处理形状复杂的零件，工件变形小：真空渗碳工件加热时，加热的速度连续可控，可减小工件的内外温差，变形小；渗碳完成后，淬火方式为真空淬火，大幅减小工件的淬火变形；减小后期的加工量，节省加工成本。适当减慢升温速度，可有效减小工件变形。真空渗碳炉加热时升温速度可控，可根据工件复杂性调节升温速度。2.安全环保：低压真空渗碳设备以普通真空设备为平台，具有现有真空热处理设备的所有环保优点，生产过程无油烟，无明火，安全、环保无污染，工作环境清洁。上海钢低压渗碳过程真空渗碳还具有淬火变形小、渗碳效率高和避免晶界氧化的优点。

输出轴，材料20MnCr5，热处理技术要求：表面与心部硬度分别为680～780HV30和350～480HV30，有效硬化层深度（硬度550HV1）为0.7～1.0mm。真空渗碳技术：1)工艺。渗碳温度950℃，加热和均温时间50min；渗碳时间10.13min；扩散时间78.87min；淬火介质为高纯度氮气；淬火压力2MPa；淬火时间10min；富化率为13.81mg/h·cm²；回火温度150℃；回火时间2.5h。2)检验结果。表面与心部硬度分别为725～727HV30和434～442HV30；齿面有效硬化层深度为0. 788mm (550HV1)；齿面金相组织为碳化物（1级）+残留奥氏体（2级）+马氏体（2级），无明显的非马氏体组织；检查三处轴径变形（径向跳动）分别为0. 021～0.045mm、0. 029～0. 089mm和0.041～0. 054mm。

渗碳控制，可控气氛渗碳采用的是氧探头测碳势的方法来控制渗碳层的形成，而在低压真空渗碳中我们采用的是基于扩散理论的“奥氏体碳含量饱和值控制法”，即整个渗碳过程由数个子渗碳程序集中组成，每个子渗碳程序包括强渗期和扩散期两个阶段。如何确定每个子渗碳程序中强渗期和扩散期的时间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依据材料的成分、渗层深度的要求和表面碳浓度的要求，在建立准确的数学模型后，利用计算机计算出来。该数学模型的建立必须通过大量低压真空渗碳试验数据才能够获得。真空低压渗碳工艺中的碳源乙炔能够提供均匀的碳浓度分布，确保渗碳效果均衡。

低压真空渗碳和可控气氛渗碳相比，无论是在工件渗碳后的组织和性能、工艺的灵活性、生产成本和环境保护等方面都有着无法比拟的优势，必将会有广阔的应用前景和长足的发展。70年代末，法国、日本等国家开始研究将这一技术并进行生产性应用。1980年,法国在PVE300型真空淬火炉上添加渗碳装置后进行的试验获得了较满意的结果，并在试验室里初步建立了富化率理论。1982年他们在法国国家热处理学会展示了低压渗碳过程。1985年开发出计算机模拟软件，并于1988年建造了头一条连续生产线。1992年ECM公司为雪铁龙公司的变速器齿轮生产提供了头一台ICBP型低压真空渗碳工业炉。真空低压渗碳处理后的零件表面洁净，无需进行额外的清洗步骤。上海钢低压渗碳过程

渗碳过程在处理部件温度均匀后，渗碳均匀。上海钢低压渗碳过程

低压渗碳特点：①没有晶间氧化。②由于真空渗碳设备和工艺的特点，能够采取更高的渗碳温度，缩短处理时间，效率高。③由于真空渗碳工艺的灵活性，可以允许很多种材料进行真空渗碳处理。④真空渗碳工艺能够产生比较均匀的渗碳层，在整个齿轮(齿顶-节径齿根)上产生比较均匀的碳分布。⑤真空渗碳设备可与冷加工设备连成一条生产线，渗碳过程洁净、安全、操作简单、维修容易。工作条件优越(无明火、热和污染)。⑥能够实现热处理过程和零件批量生产的全自动化。⑦采用计算机模拟实现精确工艺控制，并可以调整现有热处理工艺。⑧真空炉的特点决定了只有在有需要进行零件渗碳时才耗能，而如果不需要进行零件渗碳，就可以停炉，不耗能。⑨对真空渗碳处理后的零件进行测量，其变形可以控制到较小程度。上海钢低压渗碳过程