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真空渗碳工艺举例

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真空渗碳工艺举例
1 Cr17Ni2不锈钢低压真空渗碳工艺研究
1.1 试验材料
试验用Cr17Ni2不锈钢零件为连杆，随炉试样为圆环样，外径φ24 mm，内径φ7 mm，厚度6mm，随炉样为检测试样。

渗碳后要求表面硬度≥660 HV，心部硬度35~ 45 HRC，渗层深度0.35~0.60mm。

1.2 真空渗碳工艺
工艺曲线见图1，渗碳温度为980℃，在低压渗碳阶段通入乙炔，在700~ 800 Pa压力下保持一段时间之后，将加热室抽至高真空度，进入碳原子向试样内部的扩散阶段，完成一次脉冲过程。

如此循环，并且逐渐延长每个脉冲过程真空扩散阶段的时间，至最终完成渗碳。

图1 真空渗碳工艺曲线
1.3 试验方案
Cr17Ni2不锈钢真空渗碳需进行两次淬火。

第一次淬火采用渗碳后直接氮气冷却方式，气体压力为1.8 bar，然后将试样在980℃和1000℃下重新加热进行第二次油淬。

两次淬火后，一种进行冰冷处理后再回火，另一种直接回火没有进行冰冷处理，目的是比较淬火温度和冰冷处理对Cr17Ni2不锈钢组织和硬度的影响。

具体的试验参数见表1。

回火工艺为300℃×2h。

表1 Cr17Ni2钢真空渗碳试验参数
2 试验结果及分析
2.1 Cr17N i2钢真空渗碳淬火后的硬度
表2 Cr17Ni2钢试样真空渗碳淬火后表面硬度和心部硬度
2.2 渗碳层深度
图2 渗碳层深度（a）P1试样（b）P4试样
2.3 淬火温度和冰冷处理
从表2和图2可以看出二次淬火温度对渗层梯度分布、渗层组织、试样表面硬度和心部硬度没有明显的影响，淬火温度可以选择在980~ 1000℃之间。

经过冰冷处理后的试样在相同的工艺条件下比未经过冰冷处理的试样表面硬度提高了1.0~ 2.5 HRC，这表明Cr17Ni2钢在淬火后表面含有一定数量的残留奥氏体，因此采用冰冷处理工艺是十分必要的。

2 18CrNi4A钢齿轮真空渗碳工艺
低压真空渗碳工艺见表3，渗碳剂为乙炔，载气为高纯氮气，渗碳温度为900℃，强渗总时间为21.3min，扩散总时间为523.7min。

试件渗碳、淬火后，齿高中部的有效渗层深度要求为0.9 ～1.1mm。

表3 18CrNi4A钢齿轮真空渗碳工艺
经低压真空渗碳处理后的试件，先650℃高温回火，油淬后迅速转入－80℃冰冷机中冰冷2h，随后在150℃低温回火2h。

2.1 试验结果
图3是同等渗碳层深度下可控气氛渗碳与本文低压真空渗碳处理后的显微硬度随深度的变化，可看出低压真空渗碳处理后齿轮的外表层硬度值最高，要优于气氛渗碳。

有效渗碳层深度为1.04mm。

图3 渗碳层显微硬度梯度。

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真空中去除碳的方法

真空中去除碳的方法

真空中去除碳的方法
在真空中去除碳的方法主要有以下几种：
1. 真空热处理法：将金属放在真空室内加热，利用金属内部原子或分子的振动加速气体分子的逸出，使金属表面碳脱氧。

2. 真空渗碳法：在真空条件下，将金属表面与活性碳原子接触，利用碳原子在金属表面的扩散和渗透作用，使金属表面形成一层碳化物薄膜，从而去除金属表面的碳。

3. 真空喷涂法：在真空条件下，将金属表面喷涂上一层非活性材料，如陶瓷、玻璃等，以覆盖金属表面的碳，从而达到去除碳的目的。

4. 真空蒸馏法：将金属放在真空中加热，使金属表面碳在高温下挥发并被真空泵抽出，从而达到去除金属表面碳的目的。

以上方法均需要在高真空条件下进行操作，具体的操作条件和工艺参数需根据不同的金属材料和碳含量进行调整。

真空渗碳热处理工艺流程

真空渗碳热处理工艺流程

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真空渗碳炉工作原理

真空渗碳炉工作原理

真空渗碳炉的工作原理是在真空条件下，利用渗碳气体进行渗碳处理。

具体过程如下：
1.启动设备，将工件装入真空炉中。

2.启动真空系统，对炉内进行抽真空操作，以去除炉内的空气和其他杂质。

3.在达到一定的真空度后，将碳氢化合物等渗碳剂引入炉内，进行渗碳处理。

4.在渗碳过程中，碳离子在电场的作用下轰击炉料表面，使碳元素渗透到钢件表面，从而达到所需的表面性能。

5.渗碳完成后，切断渗碳剂供应，并通过热交换器向炉内充入高纯氮气进行强制冷却。

真空渗碳炉采用高温反应和扩散力学原理，在真空条件下进行渗碳处理，具有渗碳速度快、渗层均匀、表面质量好、节能等优点，因此被广泛应用于钢铁、有色金属等材料的渗碳处理中。

真空渗碳工艺

真空渗碳工艺

真空渗碳工艺一、概述真空渗碳是一种高效的表面硬化处理方法，其主要作用是提高金属材料的抗磨损性能、耐腐蚀性能和疲劳寿命。

该工艺通过在真空环境中将金属样件暴露在碳源气体中，使得碳原子在样件表面形成一层均匀的硬质化合物层，从而提高材料的表面硬度和耐磨性。

二、工艺流程1. 预处理首先需要对待处理的金属样件进行清洗和除油处理，以保证样件表面干净无油污。

常用的清洗方法包括机械清洗、化学清洗和电解清洗等。

2. 装夹将经过预处理的金属样件装夹在真空渗碳设备中。

装夹时应保证样件间距适当，不得过于密集或过于疏松。

3. 真空排气启动真空泵进行排气，将渗碳设备内部压力降至目标值以下。

排气时间视设备大小和压力要求而定，通常需要数小时到数十小时不等。

4. 加热升温在排气结束后，开始进行加热升温。

加热速率应根据样件材质和要求的渗碳深度等因素进行调整，通常为10℃/min到50℃/min不等。

当样件温度达到目标温度时，保持一段时间以使其达到均匀的温度分布。

5. 渗碳在样件达到目标温度并保持一定时间后，开始注入碳源气体进行渗碳处理。

常用的碳源气体包括乙炔、甲烷、丙烷等。

渗碳时间视要求的硬化层厚度而定，通常需要数小时到数十小时不等。

6. 降温在完成渗碳处理后，开始进行降温。

降温速率应根据样件材质和硬化层深度等因素进行调整，通常为10℃/min到50℃/min不等。

当样件表面温度降至室温以下时，可以停止降温。

7. 后处理完成真空渗碳处理后，需要对金属样件进行清洗和除油处理，并对其表面进行抛光和喷涂等后处理工艺。

三、注意事项1. 清洗和除油处理应彻底，以保证样件表面干净无油污。

2. 装夹时应保证样件间距适当，不得过于密集或过于疏松。

3. 加热升温和降温速率应根据样件材质和硬化层深度等因素进行调整，过快或过慢都会影响硬化层的质量。

4. 渗碳时间应根据要求的硬化层厚度进行调整，过长或过短都会影响硬化层的质量。

5. 后处理工艺应细致，以保证金属样件表面光滑无划痕。