GB∕T 39194-2020 真空低壓滲碳高壓氣淬熱處理技術(shù)要求

ICS25.200J36GB/T39194—2020國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會GB/T39194—2020 I 3術(shù)語和定義 24真空低壓滲碳高壓氣淬爐要求 5工藝及工藝過程要求 6 77安全衛(wèi)生和環(huán)保要求 8附錄A(資料性附錄)滲碳?xì)怏w供氣管線布置圖 9附錄B(資料性附錄)高壓氣體供氣管道示意圖 IGB/T39194—2020本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由全國熱處理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC75)提出并歸口。1GB/T39194—2020真空低壓滲碳高壓氣淬熱處理技術(shù)要求工藝。GB/T150.1壓力容器第1部分：通用要求GB/T150.2壓力容器第2部分：材料GB/T150.3壓力容器第3部分：設(shè)計GB/T150.4壓力容器第4部分：制造、檢驗和驗收GB/T230.1金屬材料洛氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB3095環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T4340.1金屬材料維氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB4962氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程GB/T5216保證淬透性結(jié)構(gòu)鋼GB/T5959.1電熱和電磁處理裝置的安全第1部分：通用要求GB5959.4電熱裝置的安全第4部分：對電阻加熱裝置的特殊要求GB/T7232金屬熱處理工藝術(shù)語GB/T10066.1電熱和電磁處理裝置的試驗方法第1部分：通用部分GB/T10067.1電熱和電磁處理裝置基本技術(shù)條件第1部分：通用部分GB/T10067.4電熱裝置基本技術(shù)條件第4部分：間接電阻爐GB/T13324熱處理設(shè)備術(shù)語GB/T22561真空熱處理GB/T25744鋼件滲碳淬火回火金相檢驗GB/T30822熱處理環(huán)境保護(hù)技術(shù)要求GB/T32541熱處理質(zhì)量控制體系2GB/T39194—2020GB/T34889鋼件的滲碳與碳氮共滲淬火回火GB/T38751熱處理件硬度檢驗通則JB/T7530熱處理用氬氣、氮氣、氫氣一般技術(shù)條件3術(shù)語和定義GB/T7232、GB/T13324界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。在真空爐內(nèi)采用低于3000Pa的乙炔、丙烷等烴基氣體作為介質(zhì)進(jìn)行的滲碳熱處理。在真空爐內(nèi)采用高于0.5MPa的單一或多種非氧化性氣體作為介質(zhì)進(jìn)行的淬火。4真空低壓滲碳高壓氣淬爐要求4.1一般要求真空低壓滲碳爐應(yīng)滿足熱處理工藝規(guī)范，技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合GB/T22561、GB/T10067.1和GB/T10067,4的規(guī)定。4.2真空低壓滲碳高壓氣淬爐組成4.3真空低壓滲碳高壓氣淬爐要求4.3.1.1爐體由爐殼和爐門組成，采用碳鋼或不銹鋼板焊接制成?？刹捎秒p層水冷套或其他冷卻結(jié)構(gòu)對爐體進(jìn)行冷卻。殼的氣密性。4.3.1.4具備高壓氣淬功能的爐體，其爐門法蘭和爐體法蘭采用卡嚙式卡箍連接結(jié)構(gòu)?？ü窟B接系統(tǒng)4.3.2.1真空低壓滲碳爐滲碳加熱室的爐膽材料在熱處理過程中不應(yīng)與工件或滲碳?xì)怏w發(fā)生反應(yīng)。4.3.2.2加熱室內(nèi)的加熱元件采用石墨材質(zhì)。加熱元件的布置和功率分布要保證爐溫均勻性和加熱工藝的要求。4.3.2.3隔熱層一般采用多層碳?xì)郑顑?nèi)層為經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)的石墨硬氈。隔熱層總厚度一般不低于3GB/T39194—2020室內(nèi)的氣氛均勻。滲碳?xì)怏w供氣管線布置參見附錄A。組配置應(yīng)滿足脈沖滲碳排氣速度的工藝要求。4.3.3.4根據(jù)裝爐條件和滲層等工藝要求的不同，開啟一組或多組滲碳?xì)怏w噴嘴。每組噴嘴應(yīng)能夠通示意圖。氣壓力和冷卻電機啟動并達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速所需的時間一般不大于25s。4.3.4.8高壓氣淬室熱交換器一般采用單獨供水的水冷方式，冷卻水進(jìn)口溫度為5℃~35℃(對于有特殊要求的應(yīng)配有冷卻水控溫裝置，水溫不高于27℃);出水口溫升不應(yīng)超過20℃(氣淬時允許短時超應(yīng)符合GB4962的規(guī)定。4.3.5.1真空系統(tǒng)應(yīng)配有具備足夠抽氣能力的真空泵組以滿足并維持真空爐的真空度要求。爐，應(yīng)在表1規(guī)定的時間內(nèi)達(dá)到規(guī)定的工作真空度。4GB/T39194—2020表1空爐達(dá)到工作真空度規(guī)定的時間真空爐工作容積m3工作真空度Pa達(dá)到工作真空度時間min<1.01.0～5.0>5.0做好維護(hù)保養(yǎng)工作。4.3.6.2真空低壓滲碳爐可選用計算機監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制。計算機監(jiān)控系統(tǒng)具備半自動控制系統(tǒng)或全4.3.6.3真空低壓滲碳高壓氣淬爐各加熱區(qū)段都必須配置獨立的溫度控制系統(tǒng)，各區(qū)段的加熱功率配4.3.6.4真空低壓滲碳高壓氣淬爐控溫儀表精度不大于0.2級，記錄儀表精度不大于0.5級，有效加熱區(qū)內(nèi)溫度均勻性偏差應(yīng)不大于士5℃,爐溫均勻性應(yīng)按GB/T32541的規(guī)定定期測量，爐子應(yīng)配備爐溫均勻性測定用安裝孔或?qū)Ｓ醚b置。一支熱電偶接控溫儀表，其中至少應(yīng)有一塊儀表應(yīng)具有報警功能并接報警保護(hù)裝置，符合GB/T324.3.6.6設(shè)備溫度測量系統(tǒng)在正常使用狀態(tài)下，應(yīng)定期做系統(tǒng)精度校驗。設(shè)備應(yīng)配有系統(tǒng)精度校驗熱4.3.6.8高壓氣淬控制系統(tǒng)能控制和調(diào)節(jié)充氣壓力，當(dāng)壓力不足時可以自動補氣，當(dāng)超壓時可以自動泄壓。沖周期和次數(shù)等均可以按實際工藝要求調(diào)整。4.3.6.11真空低壓滲碳爐的其他技術(shù)要求應(yīng)符合GB/T32541的要求。4.4真空低壓滲碳爐基本技術(shù)指標(biāo)真空低壓滲碳高壓氣淬爐最高工作溫度一般為1350℃。真空低壓滲碳高壓氣淬爐額定工作溫度一般為900℃~1050℃。GB/T39194—2020真空低壓滲碳高壓氣淬爐在有效加熱區(qū)內(nèi)的爐溫均勻性不低于士5℃。其爐溫均勻性測試方法應(yīng)符合GB/T9452的規(guī)定。不同工作容積下抽至工作真空度的時間應(yīng)符合表1規(guī)定。真空低壓滲碳爐溫度應(yīng)在加熱開始后1h內(nèi)從室溫升至1050℃。4.5性能測試要求真空低壓滲碳爐的試驗條件應(yīng)按GB/T10066.1和GB/T10066.4的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。真空低壓滲碳爐的壓升率按GB/T10066.1中規(guī)定的方法測量。按真空爐額定裝載量和試驗工藝進(jìn)行工業(yè)運行以測量工作真空度?？諣t條件下，從爐內(nèi)起始大氣壓為一個大氣壓(1×10?Pa)時啟動真空泵抽氣，到爐內(nèi)真空度達(dá)到度的時間即為空爐升溫時間。如爐中使用多支熱電偶，以最后一支到溫?zé)犭娕嫉臅r間為準(zhǔn)。4.6設(shè)備可靠性一類故障——在生產(chǎn)中發(fā)生必須停爐降溫檢修的故障。56GB/T39194—2020二類故障——在生產(chǎn)中爐內(nèi)發(fā)生可在不影響生產(chǎn)的情況下迅速修復(fù)的故障。三類故障——在生產(chǎn)中發(fā)生屬于電器元件質(zhì)量、安裝不牢固或運行不順暢等只需稍作緊固或調(diào)整即可解決的問題。4.6.2.1一年內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)因設(shè)備設(shè)計制造不當(dāng)造成的一類故障(不包括因操作維護(hù)不當(dāng)或易損件提前失效造成的停爐故障)。4.6.2.2六個月內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)因設(shè)備設(shè)計制造不當(dāng)造成的二類故障(不包括因操作維護(hù)不當(dāng)或易損件提前失效造成的停爐故障)。4.6.2.3一個月內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)3次三類故障(不包括零部件異常失效等造成的停爐故障)。4.6.2.4設(shè)備本體的爐殼及爐膽隔熱屏使用壽命應(yīng)保證在5年以上，加熱元件使用壽命應(yīng)保證在2年以上，熱交換器使用壽命應(yīng)保證在2年以上。5工藝及工藝過程要求5.1滲碳?xì)怏w要求5.1.1真空低壓滲碳?xì)怏w為乙炔氣(C?H?)或丙烷氣(C?H?),純度應(yīng)不低于96%,并應(yīng)符合GB6819和SH/T0553的規(guī)定。5.1.2工藝過程壓力調(diào)節(jié)用氣體為高純氮氣(N?),純度應(yīng)不低于99.99%,并應(yīng)符合JB/T7530的規(guī)定。5.2工藝參數(shù)真空低壓滲碳溫度一般采用920℃~1050℃。對于畸變量要求嚴(yán)格的工件可選擇較低的滲碳溫度。真空低壓滲碳?xì)怏w壓力一般為300Pa～3000Pa,滲碳?xì)怏w進(jìn)口壓力一般設(shè)定為2×10?Pa,并能內(nèi)壓力，擴散過程可通入適量氮氣。強滲過程中滲碳?xì)馔?.3工藝過程要求5.3.1.4工裝夾具的選擇應(yīng)防止與工件在工藝過程中發(fā)生低熔點共晶反應(yīng)或黏合。7GB/T39194—20205.3.2.2根據(jù)工件形狀、裝爐方式以及對畸變量的要求選擇不同的加熱速率，低溫階段可采用對流5.3.2.3一般在600℃~800℃預(yù)熱，待工件溫度一致，繼續(xù)升溫到工作溫度并充分保溫后開始滲碳。真空低壓滲碳時間分為強滲期和擴散期。強滲期時間和擴散期時間以及脈沖參數(shù)可通過試驗或工藝軟件獲得。真空低壓滲碳高壓氣淬的工件，應(yīng)選用高淬透性低碳合金鋼，并應(yīng)符合GB/T5216的規(guī)定。高壓的冷卻速度和冷卻時間來實現(xiàn)對工件的分階段冷卻淬火。6質(zhì)量控制與檢驗6.1質(zhì)量控制6.1.1工件的熱處理質(zhì)量應(yīng)符合GB/T32541的規(guī)定或按本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。6.1.3對工件有防滲要求的部位應(yīng)采取有效的保護(hù)措施。6.1.4工件裝夾具應(yīng)避免與工件滲碳部位相互接觸。6.2工件質(zhì)量檢驗鏡或放大鏡等確認(rèn)。工件表面硬度和心部硬度應(yīng)符合圖樣規(guī)定或符合工藝規(guī)定的技術(shù)要求，偏差應(yīng)符合GB/T34889規(guī)定，硬度檢驗方法應(yīng)符合GB/T230.1、GB/T4340.1和GB/T38751的規(guī)定。8GB/T39194—2020深度等。金相組織檢驗及評級按GB/T25744執(zhí)行，其級別應(yīng)符合或按供需雙方的技術(shù)協(xié)議要求。檢測方法采用相應(yīng)設(shè)備和按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。7.1安全衛(wèi)生應(yīng)符合GB15735、GB/T5959.1、GB5959.4和GB/T30822的規(guī)定。7.2真空低壓滲碳爐操作人員應(yīng)接受設(shè)備生產(chǎn)廠家或擁有相關(guān)資質(zhì)的機構(gòu)進(jìn)行設(shè)備操作及安全培訓(xùn)后持證上崗。7.4真空熱處理過程中氣體排放應(yīng)符合GB3095的要求，必要時應(yīng)對排出氣體進(jìn)行凈化處理。7.5真空低壓滲碳爐工作時，主爐體表面溫升不高于20℃。7.6在常壓不通冷卻水條件下，首次安裝的加熱元件對地絕緣電阻應(yīng)不低于5MO。7.7對滲碳加熱室應(yīng)進(jìn)行定期檢查和維護(hù)。7.8設(shè)備停爐或長期放置時，所有真空室應(yīng)抽真空，防止?fàn)t內(nèi)材料長期接觸空氣造成設(shè)備真空度等性能指標(biāo)的下降。