气体渗碳工艺进行的方法

按渗碳气氛制备方式不同，可将气体渗碳分为发生炉气式和滴注式两大类。滴注式渗碳是最早使用的一种气体渗碳法，其加工质量虽不如发生炉气式的加工质量高，但具有设备、工艺简单，渗剂来源充足等优点，至今仍在广泛使用。 滴注式气体渗碳是将渗剂滴入普通井式气体渗碳炉中，通过热分解反应生成活性碳原子而实现对工件的渗碳处理。发生炉气式气体渗碳多用于大批量连续生产。该法气氛成分稳定，容易实现自动控制。 滴注式气体渗碳的工艺过程通常可划分为排气升温、渗碳（包括强渗与扩散）、降温冷却三个阶段。各个阶段的目的要求不同，应分别加以控制。 工件清洗和装夹具 气体渗碳工件入炉前需清理和清洗，以除去锈迹、油污和含硫润滑剂等有害脏物。工件经这种碱性溶液清洗后应当用干净的热水仔细漂洗和冲洗。在保证装夹可靠的前提下，应尽可能减小夹卡具重量，气体渗碳需采用专用夹具而不要采用通用夹具。 工件与工件之间要留有适当间隙，不允许紧密装夹，保持炉气循环以获得均匀的渗层。选择装夹间隙的一般原则是：渗层深度要求较厚的工件，其装夹间隙可以小一些（但不得小于5～10mm），相反情况下装夹间隙应大一些。 用铁丝绑挂工件时，绑挂方式应能防止工件产生自重变形，而且绑扎位置需选在工件的次要渗碳部位上。铁丝表面的镀锌层需用酸洗抛光的办法预先除掉。夹具使用前也应清洗。操作人员应戴上干净手套装夹，保证清洗过的工件和夹具洁净。 工艺参数的控制 气体渗碳质量主要取决于温度、时间和渗剂滴量的控制。
　①渗碳温度一般为900～950℃，最常用的为920～930℃。由于渗碳速度随温度升高而大幅度提高，因此，当渗层深度要求较浅的薄层渗碳时，应通过降低温度而不是缩短时间的办法来加以控制。因为不论在什么温度下，渗碳时间愈短，精确地控制渗层深度就愈困难。
　②渗碳阶段：此阶段的作用是渗入碳原子，并获得一定深度的渗层。这一期间炉温保持不变、炉内压力应控制在100～200Pa。 渗剂滴量的控制可分为强渗、扩散。前段采用大滴量，维持炉内的高碳势（如1.0%～1.2%C），形成高浓度梯度，以提高渗速。后段采用小滴量，通常为强渗的前段滴量的1/2，适当降低炉内碳势，使表层过剩的碳向内层扩散或向炉气中逸散，最后获得所要求的表面碳浓度和渗层深度。扩散时间一般是强渗时间的1/4-1/3，碳钢是1/5 -1/4。扩散阶段炉内压力应控制在50～100Pa。 降温冷却阶段在渗碳阶段结束前1h左右，从炉内取出试棒，检查渗层深度，确定准确的渗碳时问。当达到所要求的渗层深度时，对需要重新加热淬火的零件，随炉降温至860～880℃，然后出炉转入可防止氧化脱碳的冷却室冷至室温；对直接淬火的零件，随炉降温至810—840℃，均温30～60min，使零件内外温度均匀一致，然后进行淬火冷却。 在以上的降温或均温过程中，均应向炉内滴注适量的甲醇或富化气，甲醇滴量可为20～40滴／min，煤油10～20滴/min，同时应该维持炉内正压，以防止发生氧化脱碳。缓慢地随炉降温，可使渗层析出一部分碳化物，减少奥氏体中的含碳量，提高马氏体转变点，从而达到减少渗层中的残余奥氏体，并增加表面硬度的目的。 本文参考《热处理工艺问答》一书。 相关链接 42Crmo热处理淬火工艺
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