在20世纪90年代,低压真空渗碳介质以丙烷气为碳源得到一定的市场确认,较多汽车领域的用户使用这一新工艺。但通过实际使用证明,丙烷作为渗碳碳源的应用相对有限,主要集中应用于汽车齿轮类零件的低压真空渗碳,并未能在各个工业领域零件的低压真空渗碳中普遍使用。原因之一是当温度高于600℃时,丙烷很容易分解为碳、氢和甲烷,这种分解速率非常快,几乎瞬间完成,所以当丙烷气进入加热室内便开始分解,在被加热工件的附近空间更是倾向于大量分解,致使加热室内极易形成碳黑,而在炉子中相对温度较低的部位,如内壳或管道内,丙烷还形成焦油,对真空泵组极为有害。目前国内大部分采用可控气氛渗碳技术,但存在其无法克服的弊端。金属低压渗碳价格
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。苏州气体低压渗碳真空渗碳技术又称低压渗碳技术,要应用于汽车变速箱齿轮及柴油喷嘴相等关键零部件的渗碳处理。
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。
装备,低压渗碳工艺可与各种真空炉配套使用,用户可根据各自的产品特点、生产规模及装备状况等,选择合适的炉型。①单室高压气淬真空炉。该炉投资少、一炉多用,既可进行工模具的真空热处理及其他真空处理工艺,又可实施低压渗碳工艺。但这种炉型一般气冷压力限于|兆帕或1.5兆帕以内,对截面积较大的零件或淬透性较差的材料不能实现渗碳后直接淬火。典型的炉型见图1。②双室及三室真空炉。双室炉分为双室油淬炉和双室气淬炉,县体的选择原则主要依据要处理零件的材料、形状及性能要求。根据碳源的不同,渗碳方法可以被区分成很多种。
工艺参数:材料牌号QS1927S0,热处理技术要求为∶表面硬度680~790HV10,心部硬度360~460HV10,有效硬化层深,成品要求0.45~0.75mm(600HV1),考虑磨齿余量,热后要求0.6~0.85mm(600HV1)。热处理工艺流程为上料→清洗→脱脂+预氧化→低压真空渗碳+高压气淬→低温回火→风冷→下料。渗碳、淬火工艺参数确定:低压真空渗碳热处理的原理,实际上是在低压(一般≤2kPa)真空状态下,采用脉冲方式,通过多个强渗(通入渗碳介质)+扩散(通入保护气体,如氮气)与一个集中的扩散过程,实现渗碳。该工艺的控制方法为“饱和值调整法”,通过调整渗碳、扩散时间比,达到控制表面碳浓度和渗碳层深度的目的。由于是在真空环境下进行渗碳和热处理,所以渗碳介质中不含氧气,从而避免了传统渗碳工艺的缺点。上海真空低压渗碳加工
在低压真空状态下,渗碳方式是通过数个子渗碳程序组成的,包括多个强渗和子扩散。金属低压渗碳价格
低压渗碳的应用范围:(1)适用的材质种类能够在传统炉子上进行渗碳,零件表面可以吸收碳的所有材料均可用低压真空渗碳炉。诸如:国外的牌号:16MC5、20MC5、27MC5、16NCD13、18NCD6等。中国的牌号:20CrMnTi、20CrMnMo、20CrMnMo、12Cr2Ni4A等。(2)实用的零件种类在许多情况下已经证明,采用低压渗碳+气淬的工艺所产生的变形(椭圆误差和平面误差)小于传统的渗碳+油淬工艺所产生的变形。经低压真空渗碳炉处理的工件的抗疲劳强度提高了30%。因此,对热处理质量要求比较高的情况下,非常适合选用低压真空渗碳炉。金属低压渗碳价格
在每一个渗碳和扩散周期内,需要一个从渗碳气氛向扩散气氛转换的时间。根据温度、气氛的裂解、气体膨胀的特性和真空泵的能力,该时间只需5s。根据工件渗层要求,计算机模拟系统将计算出渗碳和扩散过程的时间和循环次数。由于加热渗碳室的较高温度可达1100℃,因此,即使采用980℃的渗碳温度也不会影响加热元件和保温层的使用寿命。同样,1100℃的工作温度可实现对工模具的真空淬火处理。计算机模拟计算前,需要输入工件材料的特性和初始参数。完成上述操作后,计算机开始模拟并算出:(渗碳+扩散)的循环次数、然后扩散期的时间、总的处理时间、较终表面碳浓度和较终的渗层深度。计算机模拟与工件实测的渗层误差小于5%。通过低压...