金属低压渗碳技术

按含碳介质的不同，渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳、液体渗碳、和碳氮共渗。气体渗碳是将工件装入密闭的渗碳炉内，通入气体渗剂（甲烷、乙烷等）或液体渗剂（煤油或苯、酒精等），在高温下分解出活性碳原子，渗入工件表面，以获得高碳表面层的一种渗碳操作工艺。固体渗碳是将工件和固体渗碳剂（木炭加促进剂组成）一起装在密闭的渗碳箱中，将箱放入加热炉中加热到渗碳温度，并保温一定时间，使活性碳原子渗人工件表面的一种较早的渗碳方法。一般渗碳层深度范围为0.8～1.2毫米，深度渗碳时可达2毫米或更深。金属低压渗碳技术

渗碳压力，在可控气氛渗碳时，渗碳一定压力为1002-1003mbar，而真空渗碳时渗碳一定压力小于或等于30mbar，它不仅表明炉内的真空状态，更重要的是它与渗碳温度、时间和渗碳气体流量一起，直接或间接地影响渗碳层深度和工件表面碳浓度。研究表明，低压真空渗碳压力主要与渗碳温度、渗碳气体流量和真空泵组的抽速有密切的关系，其中渗碳压力与渗碳温度和渗碳气体流量成正比，与真空泵组的抽速成反比。而在选择渗碳气体流量时则主要考虑装炉量，因为渗碳气体流量与渗碳工件总的表面积成正比。上海低压渗碳专业厂家渗碳是一种表面硬化工艺。

低压渗碳的优点包括：渗碳层表面碳量和渗碳深度控制简单、准确。渗碳效果均匀。可缩短作业时间，渗碳时间约为普通渗碳的1/2～1/3。渗碳后零件仍保持辉面状态，不会产生晶间氧化，不脱碳，保持金属本色的银灰色，光亮状。相比普通渗碳，真空渗碳气淬的控制幅度小，尺寸变化小，分布集中。无火帘，无油烟，工作环境清洁，是安全环保型热处理设备。可实现连续、自动、智能化生产。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（如发动机，减速箱等），本文依靠其在真空渗碳上的经验，简要介绍真空渗碳工艺在工业上的运用。

齿轮真空渗碳技术作为一项绿色环保、节能高效的现代化热处理技术，在国内外汽车变速箱零件加工生产中获得了不断应用和发展。真空渗碳处理在齿轮方面的应用是有成效的处理之一。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。真空渗碳技术发展，真空渗碳技术美国于1950年进行研究，1960年申请专利 ，真空渗碳技术初见端倪。

低压渗碳技术的优点：(1)环保、安全低压真空渗碳炉采用了真空技术，无炭黑，无火帘门，无烟雾，无油蒸气，无着火的危险，低压真空渗碳炉是冷的且干净的设备，因此，可与机床车间连在一起使用。(2)更好的生产率较少的人力消耗，因为整个操作过程均由计算机控制，并自动完成；较少的能源消耗；极大地降低了气氛消耗(与传统的可控气氛多用炉相比)；缩短了渗碳时间；低压真空渗碳炉具有很紧凑的设计，因此占地面积较小；不需其他的辅助设备，诸如：校直机、压力淬火设备等。渗碳温度过高会引起晶粒粗大。金属低压渗碳技术

低碳钢渗碳：渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25%)。金属低压渗碳技术

改进试验：（1）富化率试验，富化率是使用工艺模拟软件模拟渗碳工艺时非常重要的一个模拟参数，它直接影响强渗与扩散脉冲时间的长短，因此，富化率数值的真实性与准确性对渗碳质量的影响非常大。一般情况下，模拟渗碳工艺时多数以设备供应商提供的乙炔富化率曲线为准，但是由于出现了渗碳不均匀现象且富化率数值的真实性与准确性对渗碳质量的影响较大，为了从工艺角度降低出现渗碳不均匀现象的风险，因此，在我公司的真空炉生产现场进行了富化率试验以得到真实准确的、与生产现场相匹配的富化率数值，以确保渗碳工艺的准确性与有效性。试验的大概过程如下：将富化率试块搭入真空炉4号线正常生产的零件中，对渗碳前后试块的重量进行测量并记录，通过富化率计算公式进行计算，计算公式F=3600Dp/（ta）式中 Dp—零件渗碳前后质量变化；t—渗碳气体通入的时间；a—处理的零件的总面积，单位分别为mg、h、cm²。经过计算，得到940℃时乙炔富化率为13，而设备方提供的图表查到的数值为14，使用实测的富化率数值我现场又进行了新的工艺模拟。金属低压渗碳技术