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%。渗碳过程在处理部件温度均匀后,渗碳均匀。江苏热处理低压渗碳方法
一般渗碳压力提高意味着渗碳气体流量加大,供碳能力加强。而渗碳压力降低,虽然会降低供碳能力,但却使炉内真空度提高,工件表面压强降低,金属工件晶体结构的空隙加大,致使工件对活性碳原子的吸附能力提高。因此,在进行低压真空渗碳时应选择合适的渗碳压力。经验表明,该压力应控制在3-25mbar范围内。渗碳介质,在可控气氛渗碳中,渗碳介质为甲醇+氮气+富化气+空气或甲醇+富化气+空气,而在真空渗碳中,渗碳介质为乙炔+保护气(氮气或惰性气体)或丙烷+保护气(氮气或惰性气体)。虽然丙烷气在低压真空渗碳中可能有不同的分解反应,但较终都会或多或少地产生甲烷。江苏低压渗碳工艺真空渗碳是较为先进的一种工艺,该工艺对环境造成的污染较小,并且经过真空渗碳后的金属工件质量较优。
根据工件的成分、形状和力学性能等,渗碳后常采用以下几种热处理方法。1)直接淬火+低温回火,将零件自热处理炉中取出直接淬火,然后回火以获得表面所需的硬度。直接淬火的条件有两点:渗碳热处理后奥氏体晶粒度在5-6级以上;渗碳层中无明显的网状和块状碳化物。20CrMnTi等钢在渗碳后大多采用直接淬火。3)一次加热淬火+低温回火,将渗碳件快冷至室温后再重新加热进行淬火和低温回火,适用于淬火后对心部有较强度高和较好韧性要求的零件。
真空渗碳的工艺过程:1、渗碳零件的清洗主要是为了防止污染真空淬火油和真空泵。若只有油污,可以不清洗。不能有灰尘、杂物、切削液等杂质。2、上工装。选取合适的工装,采用合适的装炉方式,可以有效的减小工件变形,提高零件的淬火质量。避免因为工装的原因造成局部淬火不均匀。3、装炉。工件进冷室,冷室抽真空,打开隔热门,工件转移至渗碳热室(真空渗碳气淬炉无需转移),准备加热。4、加热。制定工艺时依据装炉量和工件形状选取合适的升温速度,尽可能采用分段加热、保温,使所有工件匀温。5、渗碳。真空渗碳是采用脉冲式渗碳。比如先渗碳三分钟,然后扩散8分钟,再渗碳三分,扩散8分,以此类推。整个工艺有若干段组成。段数,渗碳温度,时间决定渗碳层深度。6、降温保温淬火工艺结束后淬火操作和普通真空设备操作方式相同。需要二次淬火的,采用降温保温正火,之后高温回火,再加热淬火。真空渗碳油淬炉,冷室具备油淬和气冷功能。气冷压力2bar,冷速略大于正火。真空渗碳气淬炉具备高压高压气淬炉的所有功能。渗碳是一种表面硬化工艺。
低压渗碳工艺设备:(1)低压渗碳装置可装备到各种标准的真空炉上例如:可在卧式VGQ系列高压高流率气冷真空炉、立式底装料的VGOV系列高压高流率气冷真空炉上、VGQ2系列双室高压高流率气冷真空炉、VO02系列双室油淬加压气冷真空炉等炉型上装备低压碳装置。(2)连续式低压渗碳炉,可完结与机加工设备进行同步生产通过多年的实际证明,与传统的连续式渗碳生产线比较较,连续式规划的低压渗碳炉具有许多的长处,特别合适于对生产率有较高要求的轿车领域。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。江苏热处理低压渗碳方法
整个真空渗碳工艺可分为一段式、脉冲式、摆动式这几种形式。江苏热处理低压渗碳方法
齿轮的工装夹具。主减速齿选择H形料棒,采用串挂的方式进行热处理(见图),有利于加热和淬火的均匀性。H 形料棒的宽度和槽深是料架设计的关键尺寸,按照热处理变形控制重心较低原则,结合零件的尺寸,经计算,H形料棒的宽度在50mm(壁厚8mm)时,主减速齿轮重心较低,热变形的趋势较小。H形料棒的槽深为13mm。槽太深,会导致主减速齿轮在气淬过程中由于高压气体冲击而引起的摆动受约束,进而影响平面度;反之,槽太浅,起不到固定工件的效果,在运输过程中工件易发生碰伤,导致废品率上升。对主减速从动齿轮采用低压真空渗碳技术,合理优化强渗和扩散节拍,获得了理想的热处理硬化层深度和组织。分级淬火可实现表面/心部组织的转变,获得理想的表面硬度及心部硬度值。对称、紧凑的零件结构及选择合理的料架设计,直接通过高压气淬即可获得理想的主减速齿热处理后平面度。除了掌握合理的渗碳热处理工艺,有关热处理设备的选择也会影响到较终的成品质量。江苏热处理低压渗碳方法
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