渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层,再经过淬火和低温回火,使工件的表面层具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。真空渗碳也叫低压渗碳,是在低于大气压氛围中进行一个气体渗透,使碳原子渗入零件表层的化学热处理工艺。它的整个过程与普通的气体渗碳基本相同,由渗碳气体的分解、活性碳原子的吸收、活性碳原子向内扩散三个过程组成,具体的流程包括零件清洗、装料、进炉抽真空(≤2000Pa)、升温及均热(900~1000℃)、渗碳与扩散、热处理等步骤。如可控气氛渗碳无法解决表面内氧化、高温渗碳层及深层渗碳的问题,气体渗碳也难以对零件进行渗碳等。苏州不锈钢低压渗碳
低压渗碳原理,低压渗碳的原理主要涉及以下几个步骤:分解:首先,渗碳介质的分解产生活性碳原子。吸附:活性碳原子被钢件表面吸收后,溶入表层奥氏体中,使奥氏体中含碳量增加。扩散:表面含碳量增加后,与心部含碳量出现浓度差,表面的碳遂向内部扩散。控制:通过计算机模拟生成渗碳工艺,即渗碳+扩散的脉冲循环次数,输入到计算机监控系统中,进行低压渗碳的工艺过程控制。低压渗碳通常是在真空状态下进行,通过交替的渗碳(如乙炔)和扩散(如高纯氮气)组成的脉冲式渗碳工艺过程。在渗碳阶段,渗碳气体(如乙炔)在炉内充分裂解后进行强渗,而扩散阶段则通入扩散气体(如高纯氮气)进行。这样脉冲式渗碳-扩散交替进行数次,达到所要求的渗碳层深度为止。江苏铝低压渗碳市价渗碳淬火后,工件表面产生压缩内应力,对提高工件的疲劳强度有利。
知识解答:1问:真空渗碳零件不清洗油不会影响渗碳的均匀性?答:不会影响渗碳的均匀性。不过加热室的底部会存有油。热室门打开以后,会有油流出。这是因为油加热后气化,扩散到热室内壁,由于夹层有冷却水,油气凝聚后流到热室底部。有条件的话较好清洗。2问:供气压力一般在0.2mpa怎么理解?答:供气压力是指乙炔和氮气的供气压力,0.2兆帕是2公斤压力。3问:乙炔在钢表面的反应是啥?分解出活性碳原子和H2?答:C-H共价键易打开直接裂解,不过乙炔到热室之后,不会马上裂解,到工件表面以后,才会裂解。高温工件是乙炔裂解的催化剂
低压渗碳的应用范围:(1)适用的原料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炉。比如:国外的商标:16MC5、20MC5、27MC5、16NCD1318NCD6等,我国的商标:20CrMnTi、20crMnMo、20CrMnMo、12Cr2Ni4A等.(2)实用的零件种类在许多情况下已经证明,选用低压渗碳+气淬的工艺所发生的变形(随圆误差和平面误差)小于传统的渗碳+油淬工艺所发生的变形。经低压真空渗碳炉处理的工件的抗疲劳强度提高了30%。因而,对热处理质量要求比较高的情况下,非常合适选用低压真空渗碳炉。真空渗碳一般采用脉冲式,即“强渗→扩散→强渗→扩散…”的循环模式。
扩散,随着渗碳温度的提高、碳的传输较增加,进入工件的扩散速度也加快。当渗碳温度从910℃提高到980℃时,碳的扩散系数增加一倍,同时渗碳温度增高伴有钢的品粒明显粗化。Schuler用标准细品粒的稳定圆棒进行了详细的试验,结果表明,如果钢中铝和氮的含量足够高,渗碳温度980℃下渗碳深度一般能达到1.5mm。如果由于渗碳参数导致材料品粒粗化,那么在等温退火之后接着进行奥氏体化,使品粒细化。渗碳结果,14NiCr14钢渗碳深度表面含碳量与渗碳扩散时间的关系。和传统工艺相比,现代的低压渗碳可以在3x10?pa以下的压力范围内进行,一方面,基本上防止了炭黑的形成;另一方面,即使炉料装得紧,也能有非常均匀的处理结果。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。上海钢铁低压渗碳精选厂家
低压渗碳表面硬度可达HRC58~63,心部硬度为HRC30~42。苏州不锈钢低压渗碳
对于渗碳来讲,其结果是相同的。只有按反应式(4),经由产生乙炔的中间反应环节, 丙烷才能分解得到可渗碳的双倍碳原子, 可是这个分解反应在上面所提到的条件下可能不会很明显地进行。然而, 当我们观察乙炔的分解反应时, 情况完全不同。由反应式(6)可见, 每个乙炔分子完全分解成两个自由碳原子和一个氢分子。这样, 每个乙炔分子所提供的碳量是以上所讨论的其他碳氢化合物的两倍。综上所述,我们可得出结论:乙炔比其他气体碳氢化合物有更高的当量渗碳能力。因此,我公司热处理生产现场所有的真空渗碳设备均以乙炔作为渗碳介质。苏州不锈钢低压渗碳
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