滲碳工藝流程講解

演講人：日期：滲碳工藝流程講解目錄CONTENTS滲碳工藝簡介真空滲碳工藝原理真空滲碳設(shè)備介紹真空滲碳工藝流程詳解真空滲碳工藝參數(shù)優(yōu)化真空滲碳工藝的應(yīng)用實例01滲碳工藝簡介滲碳是對金屬表面處理的一種，采用滲碳的多為低碳鋼或低合金鋼，將工件置入具有活性滲碳介質(zhì)中，加熱到900--950攝氏度的單相奧氏體區(qū)，保溫足夠時間后，使?jié)B碳介質(zhì)中分解出的活性碳原子滲入鋼件表層，從而獲得表層高碳，心部仍保持原有成分。滲碳定義提高零件表面的硬度和耐磨性，同時保持心部的韌性和強度，從而提高零件的整體性能和使用壽命。滲碳目的滲碳的定義與目的現(xiàn)代化滲碳工藝隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化滲碳工藝采用了真空滲碳、氣體滲碳等先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)了滲碳過程的精確控制和高效生產(chǎn)。早期滲碳工藝早期的滲碳工藝主要采用固體滲碳介質(zhì)，如木炭、焦炭等，滲碳速度慢且不易控制。高濃度滲碳法20世紀(jì)60年代，O.E.Cullen提出了高濃度滲碳法，使?jié)B碳層表面的碳含量提高到2.5%~3.0%，甚至達(dá)到4%，獲得彌散、粒狀、分布均勻的碳化物滲碳層，提高了零件的耐磨性、承載能力和使用壽命。滲碳工藝的發(fā)展歷程真空滲碳與傳統(tǒng)滲碳的對比滲碳速度真空滲碳的滲碳速度更快，可大大縮短滲碳周期。滲碳質(zhì)量真空滲碳可獲得更加均勻、致密的滲碳層，提高零件的整體性能。能源消耗真空滲碳相比傳統(tǒng)滲碳工藝，能源消耗更低，更加環(huán)保。設(shè)備要求真空滲碳需要更加先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)支持，成本較高。02真空滲碳工藝原理在低壓（一般壓力為0-30mbar）真空狀態(tài)下進(jìn)行滲碳。滲碳壓力在高溫狀態(tài)下進(jìn)行滲碳，通常滲碳溫度范圍為850-1100℃。滲碳溫度采用高純乙炔作為滲碳介質(zhì)，通過脈沖方式通入滲碳爐內(nèi)。滲碳介質(zhì)真空滲碳的基本原理010203真空滲碳過程中的化學(xué)與物理變化高純乙炔在高溫下分解，產(chǎn)生碳原子并吸附在工件表面，隨后通過擴(kuò)散作用滲透到工件內(nèi)部?；瘜W(xué)變化滲碳過程中，工件表面會產(chǎn)生一些物理變化，如表面硬度增加、耐磨性提高等。物理變化滲碳時間和溫度的控制，可以使碳原子在工件表面形成一定深度的滲碳層，從而提高工件的表面硬度和耐磨性。滲碳層形成真空滲碳具有滲碳速度快、滲碳層均勻、滲碳后工件變形小等優(yōu)點，特別適用于精密零件的滲碳處理。優(yōu)勢真空滲碳設(shè)備投資較大，操作和維護(hù)成本較高；滲碳層深度受限制，對于一些需要深層滲碳的工件不適用；同時，滲碳后的工件需要進(jìn)行后續(xù)的熱處理才能獲得理想的性能。局限性真空滲碳的優(yōu)勢與局限性03真空滲碳設(shè)備介紹真空系統(tǒng)由真空泵、閥門和管道等組成，主要用于抽取爐內(nèi)氣體，使?fàn)t內(nèi)達(dá)到所需的真空度。爐體結(jié)構(gòu)真空滲碳爐由爐殼、加熱室、真空系統(tǒng)和滲碳室等部分組成，爐殼采用雙層水冷結(jié)構(gòu)，加熱室采用電阻加熱，滲碳室設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口。加熱與控制系統(tǒng)加熱元件采用電阻絲或電阻帶，通過智能溫控系統(tǒng)進(jìn)行溫度控制，確保滲碳溫度的精確性和穩(wěn)定性。真空滲碳爐的結(jié)構(gòu)與功能滲碳溫度較低，適用于小型工件的滲碳處理，具有滲碳速度快、滲層均勻、變形小等特點。低溫真空滲碳爐滲碳溫度較高，適用于大型工件的滲碳處理，具有滲碳層深、滲層硬度高等特點。高溫真空滲碳爐通過周期性地改變爐內(nèi)真空度，使?jié)B碳過程更加均勻，適用于復(fù)雜工件的滲碳處理。脈沖真空滲碳爐真空滲碳爐的類型與特點操作前的準(zhǔn)備滲碳過程操作檢查設(shè)備各部分是否完好無損，清理爐內(nèi)雜物，確保真空泵和加熱系統(tǒng)正常運行。將工件裝入滲碳室內(nèi)，關(guān)閉爐門，啟動真空泵抽取爐內(nèi)氣體至所需真空度，然后加熱至滲碳溫度并保持一定時間。真空滲碳爐的操作與維護(hù)滲碳后處理關(guān)閉加熱電源，待工件冷卻至室溫后取出，并進(jìn)行清洗和防銹處理。設(shè)備維護(hù)定期清理爐內(nèi)積碳和雜物，檢查加熱元件和真空系統(tǒng)的工作狀態(tài)，確保設(shè)備正常運行。04真空滲碳工藝流程詳解前期準(zhǔn)備工作工件準(zhǔn)備對待滲碳工件進(jìn)行表面清潔、去除油污和銹跡等處理，確保表面無雜質(zhì)。檢查真空滲碳爐的密封性能、加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和滲碳介質(zhì)等是否正常。設(shè)備檢查選擇合適的滲碳介質(zhì)，如活性滲碳?xì)怏w或滲碳膏等。滲碳介質(zhì)準(zhǔn)備裝爐將準(zhǔn)備好的工件裝入滲碳爐內(nèi)，確保工件之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙。密封關(guān)閉滲碳爐門，確保爐內(nèi)密封良好，防止外界空氣進(jìn)入。裝爐與密封操作抽真空啟動真空泵，將滲碳爐內(nèi)的空氣抽出，達(dá)到一定的真空度。充氣充入滲碳介質(zhì)，使?fàn)t內(nèi)保持一定的滲碳?xì)夥?。抽真空與充氣過程將滲碳爐加熱至900--950攝氏度的單相奧氏體區(qū)，使?jié)B碳介質(zhì)分解出活性碳原子。加熱在滲碳溫度下保溫足夠的時間，使活性碳原子充分滲入工件表層。保溫滲碳介質(zhì)中的活性碳原子滲入工件表層，形成高碳層。滲碳加熱、保溫與滲碳階段010203將滲碳后的工件進(jìn)行冷卻處理，通常采用油淬或空冷等方式。冷卻冷卻后將工件從滲碳爐中取出，去除表面附著的滲碳介質(zhì)。出爐對滲碳后的工件進(jìn)行淬火、回火等處理，以提高工件的性能和使用壽命。后處理冷卻、出爐與后處理05真空滲碳工藝參數(shù)優(yōu)化溫度對滲碳效果的影響溫度均勻性保證滲碳溫度均勻，避免出現(xiàn)局部過熱或滲碳不均現(xiàn)象。過高溫度導(dǎo)致異常組織溫度過高會導(dǎo)致滲碳層中出現(xiàn)網(wǎng)狀、針狀等異常組織，降低工件性能。溫度升高促進(jìn)滲碳在一定范圍內(nèi)，溫度升高可以加速滲碳過程，使?jié)B碳層深度增加。壓力增加促進(jìn)滲碳在一定范圍內(nèi)，提高滲碳介質(zhì)的壓力可以增加活性碳原子的濃度，從而加快滲碳速度。壓力對滲碳速度的影響壓力過高導(dǎo)致滲碳層質(zhì)量下降壓力過高會使?jié)B碳層出現(xiàn)氣孔、裂紋等缺陷，降低滲碳層質(zhì)量。壓力穩(wěn)定性保持滲碳過程中壓力的穩(wěn)定性，以確保滲碳層質(zhì)量的穩(wěn)定。滲碳時間越長，滲碳層深度越深，但滲碳速度逐漸減小。滲碳時間的影響根據(jù)工件的材料、尺寸和滲碳要求，確定合適的滲碳時間。滲碳時間的確定嚴(yán)格控制滲碳時間，避免過長或過短導(dǎo)致滲碳層深度不符合要求。滲碳時間的控制滲碳時間與滲層深度的關(guān)系滲碳介質(zhì)的選擇選擇適當(dāng)?shù)臐B碳介質(zhì)，保證滲碳過程中活性碳原子的濃度和穩(wěn)定性。氣氛純度的要求滲碳?xì)夥罩须s質(zhì)含量應(yīng)盡可能低，以避免對滲碳層質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。氣氛流量的控制合理控制滲碳?xì)夥盏牧髁?，以保證滲碳過程的順利進(jìn)行和滲碳層質(zhì)量的穩(wěn)定。氣氛控制對滲碳質(zhì)量的影響06真空滲碳工藝的應(yīng)用實例提高齒輪表面的硬度和耐磨性，同時保持心部的韌性和塑性。滲碳齒輪滲碳軸類零件滲碳軸承提高軸的扭轉(zhuǎn)強度和疲勞壽命，滿足汽車傳動系統(tǒng)的高要求。增強軸承的承載能力和耐久性，適應(yīng)高轉(zhuǎn)速和重載的工況。在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用滲碳葉片增強齒輪箱的承載能力和耐久性，提高齒輪傳動的可靠性和精度。滲碳齒輪箱滲碳緊固件提高緊固件的強度和韌性，滿足航空航天設(shè)備對連接部件的高要求。提高葉片的耐磨性和耐腐蝕性，延長葉片的使用壽命。在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用提高模具的硬度和耐磨性，延長模具的使用壽命。滲碳模具鋼增強塑料模具的表面硬度和抗腐蝕性能，提高模具的成型精度和表面質(zhì)量。滲碳塑料模具提高壓鑄模具的耐熱性和耐磨性，適應(yīng)高溫高壓的壓鑄工藝。