浙江機(jī)械零件低壓滲碳工藝

真空滲碳技術(shù)又稱低壓滲碳技術(shù)，要應(yīng)用于汽車變速箱齒輪及柴油噴嘴相等關(guān)鍵零部件的滲碳處理（如發(fā)動(dòng)機(jī)，減速箱等），愛力德是一家專注于包括真空滲碳爐及其真空滲碳加工的熱處理廠家。本文依靠其在真空滲碳上的經(jīng)驗(yàn)，簡要介紹真空滲碳工藝在工業(yè)上的運(yùn)用。齒輪作為汽車零部件關(guān)鍵機(jī)械部件之一，機(jī)械設(shè)備能夠運(yùn)行也取決于齒輪對(duì)原動(dòng)力的提供，同時(shí)也是保證汽車構(gòu)造中能夠合理運(yùn)行的關(guān)鍵，因而必須保證齒輪內(nèi)在結(jié)構(gòu)的質(zhì)量科學(xué)，其熱處理技術(shù)尤為重要，真空滲碳技術(shù)的進(jìn)步完善了齒輪質(zhì)量，也是汽車制造優(yōu)勢(shì)提升的主要因素，真空滲碳技術(shù)幫助齒輪實(shí)現(xiàn)低噪聲、高精度、長壽命的關(guān)鍵因素。真空滲碳的溫度一般介于920～1080℃之間。浙江機(jī)械零件低壓滲碳工藝

20世紀(jì)60年代其開發(fā)、70~80年代處于逐步完善過程的真空滲碳技術(shù)，長期未得到普遍應(yīng)用。主要問題是甲烷在低壓下很難裂解，丙烷在真空中裂解后會(huì)形成大量炭黑。直到90年代才開發(fā)出利用乙烷、丙烷或丙烯的低壓脈沖滲碳和低壓滲碳-擴(kuò)散過程優(yōu)化方式，以及離子滲碳技術(shù)的出現(xiàn)才使炭黑的危害得以消除。乙炔除在低壓下容易裂解、滲碳時(shí)工件表面可獲得均勻滲層外，較可貴的一點(diǎn)是可在工件不通孔的內(nèi)表面得到均勻的滲層。70年代美國為擴(kuò)大真空油淬熱處理爐的銷售而輸入天然氣進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)滲碳效果，從而提出了真空滲碳概念。浙江乙烯低壓滲碳原理低壓滲碳結(jié)合高壓氣體淬火，能夠提高零件的硬度和強(qiáng)度。

真空滲碳工藝原理及主要參數(shù)，真空滲碳一般采用脈沖式，即“強(qiáng)滲→擴(kuò)散→強(qiáng)滲→擴(kuò)散…”的循環(huán)模式，強(qiáng)滲階段奧氏體固溶碳并趨于飽和，擴(kuò)散階段奧氏體中固溶的碳向內(nèi)部擴(kuò)散，經(jīng)過反復(fù)多個(gè)這樣的循環(huán)后使產(chǎn)品達(dá)到所要求的表面碳濃度及滲碳層深度，即“飽和值調(diào)整法”。真空滲碳設(shè)備由于沒有類似可控氣氛滲碳設(shè)備中使用的氧探頭傳感器，所以無法對(duì)低壓滲碳過程進(jìn)行直接監(jiān)控。因此，各真空爐設(shè)備廠商都根據(jù)自身爐子的特點(diǎn)開發(fā)出了與各自設(shè)備相匹配的計(jì)算機(jī)模擬軟件，以實(shí)現(xiàn)滲碳過程的可預(yù)見性。

真空滲碳的工藝過程：1、滲碳零件的清洗主要是為了防止污染真空淬火油和真空泵。若只有油污，可以不清洗。不能有灰塵、雜物、切削液等雜質(zhì)。2、上工裝。選取合適的工裝，采用合適的裝爐方式，可以有效的減小工件變形，提高零件的淬火質(zhì)量。避免因?yàn)楣ぱb的原因造成局部淬火不均勻。3、裝爐。工件進(jìn)冷室，冷室抽真空，打開隔熱門，工件轉(zhuǎn)移至滲碳熱室（真空滲碳?xì)獯銧t無需轉(zhuǎn)移），準(zhǔn)備加熱。4、加熱。制定工藝時(shí)依據(jù)裝爐量和工件形狀選取合適的升溫速度，盡可能采用分段加熱、保溫，使所有工件勻溫。5、滲碳。真空滲碳是采用脈沖式滲碳。比如先滲碳三分鐘，然后擴(kuò)散8分鐘，再滲碳三分，擴(kuò)散8分，以此類推。整個(gè)工藝有若干段組成。段數(shù)，滲碳溫度，時(shí)間決定滲碳層深度。6、降溫保溫淬火工藝結(jié)束后淬火操作和普通真空設(shè)備操作方式相同。需要二次淬火的，采用降溫保溫正火，之后高溫回火，再加熱淬火。真空滲碳油淬爐，冷室具備油淬和氣冷功能。氣冷壓力2bar，冷速略大于正火。真空滲碳?xì)獯銧t具備高壓高壓氣淬爐的所有功能。發(fā)動(dòng)機(jī)零件經(jīng)過低壓滲碳處理后，能夠承受更高的溫度和壓力。

真空滲碳技術(shù)發(fā)展，真空滲碳技術(shù)美國于1950年進(jìn)行研究，1960年申請(qǐng)專利 ，真空滲碳技術(shù)初見端倪。1972年Hayes Co.發(fā)表了這項(xiàng)技術(shù)，促進(jìn)了真空滲碳技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，美國、日本等國競相研制和開發(fā)真空熱處理設(shè)備。與此同時(shí)，各公司的真空滲碳爐均是以真空淬火為主體的通用型真空爐附加滲碳功能，是冷壁型的。目前這種爐子仍是真空滲碳的主要設(shè)備，生產(chǎn)應(yīng)用較廣。當(dāng)真空滲碳溫度高于600℃時(shí)，丙烷易分解為碳、氫和甲烷，分解速率非?？?，幾乎瞬間完成，所以當(dāng)丙烷氣進(jìn)入加熱室內(nèi)便開始分解，在被加熱工件的附近空間更是傾向于大量分解，使加熱室內(nèi)極易形成炭黑，而在爐子中相對(duì)溫度較低的部位，如內(nèi)殼或管道內(nèi)，丙烷還形成焦油，對(duì)真空泵組極為有害。因而真空滲碳爐要求能夠排除或燒掉炭黑。與傳統(tǒng)的氣體滲碳和油淬火相比，低壓滲碳和高壓氣體淬火結(jié)合具有更好的均勻性和變形控制效果。浙江機(jī)械零件低壓滲碳工藝

通過低壓滲碳工藝，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜形狀零件的均勻滲碳，確保整體性能一致。浙江機(jī)械零件低壓滲碳工藝

滲碳?jí)毫?，在可控氣氛滲碳時(shí)，滲碳一定壓力為1002-1003mbar，而真空滲碳時(shí)滲碳一定壓力小于或等于30mbar，它不僅表明爐內(nèi)的真空狀態(tài)，更重要的是它與滲碳溫度、時(shí)間和滲碳?xì)怏w流量一起，直接或間接地影響滲碳層深度和工件表面碳濃度。研究表明，低壓真空滲碳?jí)毫χ饕c滲碳溫度、滲碳?xì)怏w流量和真空泵組的抽速有密切的關(guān)系，其中滲碳?jí)毫εc滲碳溫度和滲碳?xì)怏w流量成正比，與真空泵組的抽速成反比。而在選擇滲碳?xì)怏w流量時(shí)則主要考慮裝爐量，因?yàn)闈B碳?xì)怏w流量與滲碳工件總的表面積成正比。浙江機(jī)械零件低壓滲碳工藝