真空渗碳技术工艺控制原理

渗碳处理知识点总结渗碳处理的效果主要是通过碳原子在金属表面渗透并与金属原子结合形成碳化物层来实现的。

碳化物层通常具有高硬度和耐磨性，可以显著改善金属零件的使用性能。

以下是一些渗碳处理的基本知识点：1. 渗碳处理的原理渗碳处理的基本原理是将金属零件暴露在碳化合物质环境中，通过加热至一定温度，使碳原子从表面渗透到金属内部，与金属原子结合形成碳化物。

这些碳化物在金属表面形成一层硬度高、耐磨性好的保护层，从而提高金属的表面硬度和耐磨性。

2. 渗碳处理的工艺流程渗碳处理一般包括准备、加热、渗碳、淬火和后处理等工艺步骤。

首先，对金属零件进行表面清洁和预热处理。

然后，将金属零件置于含有碳化合物质的加热炉中，加热至一定温度，使碳原子渗透到金属表面。

接着进行淬火处理，将零件迅速冷却以形成高硬度的碳化物层。

最后进行后处理，包括清洗、退火和表面处理等。

3. 渗碳处理的优点渗碳处理能够显著提高金属零件的硬度和耐磨性，改善其使用性能。

碳化物层通常具有良好的耐蚀性，可以提高金属零件的使用寿命。

此外，渗碳处理还可以在不改变金属整体性能的情况下达到表面硬化的效果，对金属材料的强度和韧性等整体性能影响较小。

4. 渗碳处理的适用材料渗碳处理主要适用于碳钢、合金钢等含碳金属材料。

这类金属材料通常含有足够的碳元素，能够与外部碳原子结合形成碳化物。

而对于不含碳或碳含量较低的金属材料，渗碳处理效果较差。

5. 渗碳处理的应用范围渗碳处理广泛应用于汽车、机械设备、航空航天等领域的零部件制造。

例如，发动机凸轮轴、齿轮、轴承等零部件常常需要经过渗碳处理以提高其表面硬度和耐磨性。

此外，渗碳处理还被用于改善工具钢、模具钢等材料的表面性能。

6. 渗碳处理的注意事项在进行渗碳处理时，需要注意控制加热温度、渗碳时间和淬火速度等工艺参数，以确保碳原子能够均匀渗透到金属表面，并形成均匀的碳化物层。

此外，对于不同材料和零件的需求，还需要根据具体情况选择合适的渗碳介质和工艺参数，以达到最佳的处理效果。

渗碳工艺的原理过程及应用1. 渗碳工艺的原理•渗碳是将碳元素浸透到金属表面的一种表面处理工艺。

•渗碳工艺的目的是增加金属材料的表面硬度和耐磨性，以提高材料的机械性能。

•渗碳的原理是通过将含碳气体暴露在金属材料表面，使含碳气体中的碳原子在高温下扩散到材料表面。

2. 渗碳工艺的过程1.准备工作：–清洁金属表面，确保表面无任何污垢和氧化物，以提供良好的扩散条件。

–选择合适的渗碳介质，一般使用含有碳气体的混合气体，如甲烷、乙烷等。

2.温度控制：–将金属材料放置在高温炉内，控制炉温在适当的范围，通常为800°C至950°C之间。

–温度的控制非常关键，过高的温度可能导致材料熔化或过烧，过低的温度则无法达到预期的渗碳效果。

3.渗碳处理：–将含碳气体通入炉内，并保持一定的压力。

–碳原子将通过热扩散从气体中渗透到金属材料表面。

–渗碳的时间根据材料的要求和工艺参数而定，通常为数小时至数天。

4.固溶退火：–在渗碳过程完成后，将金属材料从高温炉中取出。

–进行固溶退火处理，即将材料加热到恰当温度并保持一段时间，使其内部的碳原子重新分布。

–固溶退火能够降低材料的内应力，增加晶界的稳定性。

5.热处理：–根据需求，对渗碳处理后的材料进行进一步的热处理，如淬火、回火、正火等。

–这些热处理工艺能够进一步改善材料的硬度、韧性和耐磨性。

3. 渗碳工艺的应用•渗碳工艺主要应用于以下领域：1.汽车工业：–渗碳可以提高发动机零部件的硬度和耐磨性，延长零部件的使用寿命。

–例如，曲轴、凸轮轴、齿轮等关键零部件常采用渗碳工艺进行处理。

2.机械制造：–渗碳可以提高机械零部件的表面硬度，减少磨损和疲劳断裂。

–例如，齿轮、轴承、齿条等机械组件可通过渗碳工艺增加其耐磨性和使用寿命。

3.冶金行业：–渗碳可以改善冶金材料的性能，提高其硬度和耐磨性。

–例如，渗碳处理可以将普通碳钢转化为高碳钢，提高钢材的强度和硬度。

4.制造业：–渗碳工艺广泛应用于各种制造业，包括航空航天、船舶、电子、家电等行业。

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。

203中国设备工程 2020.07 （上）中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng为了提高航空产品渗碳类零件工艺控制水平，于2010年从法国引进了一台低压真空渗碳炉，采用低压真空脉冲渗碳。

由于低压真空渗碳与我厂以往可控气氛渗碳相异之处较大，为充分发挥其优越性，必须熟悉低压真空渗碳工作原理，编制出合理的工艺程序，才能充分展现该设备的先进性。

本文对脉冲渗碳过程进行了初步探讨，通过多次试验，编制多种不同材料、不同技术要求的渗碳工艺程序。

1 低压真空渗碳1.1 渗碳概述不管是可控气氛渗碳还是低压真空渗碳，不外乎以下三个阶段：（1）渗碳介质的分解；（2）碳原子的浅谈低压真空渗碳热处理技术吴平（长沙中传航空传动有限公司，湖南 长沙 410200）摘要：本文探讨了低压真空渗碳原理及炉气成分，以及低压真空渗碳的优势与不足，影响零件表面碳浓度的相关因素。

结合实际应用情况，确定了几种典型齿轮渗碳工艺程序，为航空产品研制生产作好了技术准备。

关键词：低压真空；脉冲渗碳；饱和含碳量；工艺程序 中图分类号：TG156.9 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2020）07（上）-0203-03吸收；（3）碳原子的扩散。

1.2 真空脉冲渗碳原理（1）原理及过程：低压真空渗碳热处理实际上是在低压真空状态下，通过多个强渗（通人渗碳介质）+扩散（通入保护气体）与一个集中的扩散过程，达到满足图纸要求渗层深度的工艺过程，如图1所示。

其控制方法为“饱和值调整法”，即在强渗期使奥氏体固溶碳并饱和，在扩散期使固溶了的碳向内部扩散达到目标要求值，通过调整渗碳、扩散时间比，达到控制表面碳浓度和渗层深度的目的。

T1：第一步乙炔时间（零件表面碳浓度达到1.18所需要的时间）。

T2：第一步扩散时间（零件表面碳浓度达扩散至0.95所需要的时间）。

长焰煤30%比例比长焰煤10%比例高2.7℃/1.5℃，说明长焰煤30%比例的火焰中心是相对偏上的。

渗碳的方法原理应用1. 渗碳的定义渗碳是一种金属表面处理工艺，通过在金属表面形成富碳层，提高金属材料的硬度和耐磨性。

渗碳是通过将含碳化合物加热至高温，使其在金属表面扩散，形成富碳层的过程。

2. 渗碳的原理渗碳的原理基于扩散理论，即在高温下，含碳化合物中的碳原子会从高浓度区域向低浓度区域扩散，最终在金属表面形成富碳层。

渗碳的速率取决于温度、时间和温度梯度。

3. 渗碳的方法渗碳的方法主要包括以下几种：•固体渗碳：将含碳化合物（如氰化钠、氰化钾等）与金属样品一同加入高温容器中，通过高温加热使碳原子扩散到金属表面。

•液体渗碳：通过将含有碳源的液体（如液态碳氢化合物）浸泡金属样品，使碳原子通过溶液扩散到金属表面。

•气体渗碳：通过在高温环境下，将含碳气体（如甲烷、一氧化碳等）与金属样品接触，使碳原子在金属表面扩散。

•离子渗碳：通过将含碳化合物（如氰化物）溶解在溶剂中，再通过电场作用将碳离子引入金属样品，实现渗碳。

4. 渗碳的应用渗碳广泛应用于许多领域，主要包括以下几个方面：•机械工程：在机械工程中，渗碳可以提高金属的硬度和耐磨性，用于制造轴承、齿轮等零部件，增加其使用寿命。

•汽车工业：在汽车工业中，渗碳可以用于制造曲轴、减震器等零部件，提高其耐磨性和强度。

•航空航天：在航空航天领域，渗碳可用于制造发动机零部件、航空轴承等高性能材料，提高其抗腐蚀性能和疲劳寿命。

•工具制造：在工具制造中，渗碳可以用于制造刀具、钻头等工具，提高其切削性能和寿命。

•能源领域：在能源领域，渗碳可用于制造石油钻具、钻井机零部件等设备，提高其耐磨性和使用寿命。

5. 渗碳的优点和注意事项渗碳具有以下优点：•提高材料硬度和耐磨性；•延长材料使用寿命；•显著改善材料表面性能。

渗碳需要注意以下事项：•清洁金属表面，避免表面有锈蚀、油污等影响渗碳效果；•控制渗碳工艺参数，如温度、时间，以保证渗碳层的质量；•选择合适的渗碳方法，根据不同材料和应用场景进行选择；•进行适当的后处理，如淬火、回火等，以提高渗碳层的性能。

低压真空渗碳工艺论文摘要：本文通过对可控气氛渗碳工艺和低压真空渗碳工艺各自特点及所采用设备的介绍，说明了低压真空渗碳工艺的优势所在，并指出其在汽车工业等领域的应用前景。

关键词：低压真空渗碳工艺、可控气氛渗碳工艺一、可控气氛渗碳工艺可控气氛渗碳工艺主要包括滴注式气体渗碳工艺、吸热式气体渗碳工艺、氮基气体渗碳工艺、直生式气体渗碳工艺。

滴注式气体渗碳工艺是在密封室内通入有机液体甲醇和丙酮（或乙酸乙酯等），以适当的数量直接滴人炉内而制得所需气氛的。

甲醇热裂分解产物的渗碳能力很低，它主要是起携带气的作用，使炉内有一定的正压；起渗碳作用的气体主要是由丙酮或乙酸乙酯热裂分解形成的。

滴注式气体渗碳工艺对设备要求较低，碳势控制精度较差，只适用于一般零件的处理。

吸热式气体渗碳工艺的渗碳气氛由吸热式气体加富化气组成，吸热式气体主要包括天然气、煤气、丙烷、丁烷等，一般采用甲烷或丙烷作富化气。

需要有吸热式气氛发生装置。

氮基气氛渗碳工艺是指以氮气作为载体添加富化气进行渗碳的工艺，富化气主要有丙烷、丙酮等，同时通入甲醇作为基础气氛。

直生式气氛渗碳工艺是将燃料与氧化剂直接通入炉内形成渗碳气氛的工艺。

采用上述各渗碳工艺时，各种有机液体热裂分解时产生的主要是CO和H。

同时还存在少量的其它产物。

在一定条件下，达到平衡时，炉气的各成分之间具有一定的比例平衡关系。

可控气氛渗碳工艺已应用多年，积累了丰富的经验，可以满足一般零件的性能要求，但也有自身的缺点，例如：无法解决表面内氧化问题，即在渗层表面出现一层很薄的非马氏体组织，影响零件的疲劳性能；无法解决高温渗碳及深层渗碳问题；生产能耗高；生产区域环境较差。

这些设备一般都布置在独立的热处理车间，或者与机加工车间组建联合厂房，但与机加工车间之间需要有隔墙，以减少对加工设备的影响，并要求加强热处理车间的排烟措施，改善生产环境。

二、低压真空渗碳工艺低压真空渗碳工艺的真空压力一般为10—100Pa。

真空渗碳炉的性能介绍
真空渗碳炉具有低压渗碳、油淬和加压气冷等多种功能，该设备可以对航天航空工业及其它机械工业所使用各类零部件进行相关的热处理，诸如：18CrNi8、12Cr2Ni4A、12Cr2Ni3A等高合金渗碳钢的渗碳及渗碳后的淬火，结构渗碳钢的渗碳及渗碳后的淬火、工模具钢、精密轴承、油泵油嘴机械件、精密机器零件等各种结构钢的油淬等。

大幅提升模具的机械性能和使用寿命。

真空渗碳炉的工作原理：将工件装入真空炉中,抽真空并加热,使炉内净化，达到渗碳温度后通入碳氢化合物（如丙烷）进行渗碳，经过一定时间后切断渗碳剂，再抽真空进行扩散。

这种方法可实现高温渗碳（1040℃),缩短渗碳时间。

渗层中不出现内氧化，也不存在渗碳层表面的含碳量低于次层的问题，并可通过脉冲方式真空渗碳，使盲孔和小孔获得均匀渗碳层。

低压真空渗碳法及其优点：低压真空渗碳是在低压真空状态下，通过多次强渗+扩散过程，以达到零件渗层深度要求的工艺过程，其控制方法为“饱和值调整法”。

即在强渗期使奥氏体固溶碳饱和，在扩散期固溶的碳向内部扩散到目标的要求值，通过调整渗碳、扩散时间比，达到控制表面碳浓度和渗碳层深度的目的。

优点：1.无内氧化，能显著提高零件表面疲劳性能。

2.处理后畸变小。

3.计算机控制，渗碳精度高。

4.处理后产品表面呈光亮状，可不经清洗、喷丸工序。

真空渗碳炉的结构特点：加热元件沿加热室圆周均匀布置，温度均匀性高；加热室和冷却室分开，生产效率高、使用成本低；冷却均
匀性好，工件变形小；渗碳气体喷嘴沿加热室圆周均匀布置，渗碳层厚度均匀。

浅谈低压真空渗碳工艺职教台浅谈低压真空渗碳工艺王东波(攀枝花学院四川攀枝花617000)摘要:介绍了低压真空渗碳的原理,渗碳常用介质,渗碳过程的控制,从被加工件性能,精度,效率,加工成本等多个方面阐述了低压真空渗碳工艺的特点,同时对低压真空渗碳工艺的发展进行了简述.关键词:低压真空渗碳随着工业技术的不断发展,对工件热处理的要求也越来越高.8O年代出现的可控气氛渗碳技术虽已非常完善,但由于其内氧化不可避免,会在渗层表面出现一层很薄的非马氏体组织,对零件的疲劳性能产生不良影响,所以,热处理工作者一直在研究一种更为完善的渗碳工艺.1980年,法国ECM公司在PVF300型真空淬火炉上添加渗碳装置后进行实验获得了满意的成果,并在实验室初步建立了富化率(单位时间内工件表面积上吸收碳原子的质量)理论.1982年,它们第一次展示了低压渗碳过程,并与1988年建造了第一条连续生产线.自此,人们在低压真空渗碳技术上取得了重大突破,一种新的热处理技术在表面处理上得到了逐步的推广和应用.一,低压真空渗碳工艺简介1,低压真空渗碳原理渗碳就是向工件表面渗入碳原子的过程.其目的是提高工件表面碳浓度,使工件心部保持较好塑韧性的同时增强表面硬度和耐磨性.低压真空渗碳实际上就是在低压(压力一般不大于3kPa)真空状态下,通过多个强渗(通人渗碳介质)和扩散(通入保护气体)循环进行,以此提高工件表面碳浓度,从而使其达到热处理要求的工艺过程.2,低压真空渗碳工艺设备简介低压真空渗碳设备是与低压真空渗碳技术同时出现的一种设备,其突出特点是选择的多样性(单室,双室,三室,多室;立式,卧室;周期性,生产线式等),并且具有多种用途(真空渗碳,真空碳氮共渗,真空渗碳+气淬等)和先进的渗碳控制系统(计算机模拟软件等).标准的低压真空渗碳炉由一个或多个加热渗碳室(根据产量选择),一个气淬室,一个装卸料室,一个传送室以及整套的工件传输系统,真空系统,气体循环系统,计算机监控系统等组成.3,低压真空渗碳介质的选择20世纪90年代,低压真空渗碳介质以丙烷为碳源得到了认可,但由于丙烷气在低压真空渗碳中可能有不同的分解反应,当温度高于600℃时,丙烷会在加热室,被加工件附近大量分解,一c+2+2[c】,c=I一2c+【c】,致使加热室内形成碳黑.而又因炉内温度不均匀,在炉子中相对温度较低的部位会形成焦油,对渗碳设备极为有害.所以,乙炔做为渗碳介质也被人们所重视.它以其经济,渗碳压力低,能基本消除碳黑和焦油等优点在在低压真空渗碳中得到一定的推广,特别在小直径,长盲孑L零件的均匀渗碳,高密度和大容量的工件装炉上得到广泛应用.4,低压真空渗碳的控制由于在真空状态下无法通过常规氧势测量的方法来定碳,因此随着富化率概念及相关理论的提出,人们开发出相关的计算机模拟软件来解决这一问题.低压真空渗碳采用渗碳和扩散脉冲方式交替进行,渗碳一般通丙烷,扩散通氮气.在渗碳和扩散过程中,真空系统调节炉压并保持定值,丙烷与氮气流量也保持恒定,并由质量流量计显示通入量.计算机模拟系统根据用户事先输入的渗碳温度,被渗工件原始碳浓度,渗碳后表面饱和碳浓度,扩散后表面碳浓度,最终表面碳浓度,渗碳层深度,介质在工件表面的富化率等工件特性,模拟计算出"渗碳+扩散"的循环次数和每个循环的不同时间参数,并模拟出最终的渗层深度,其精度可达到±5%.二,低压真空渗碳工艺的特点低压真空渗碳技术的应用有助于产品质量和技术能级的提高,与可控气氛渗碳工艺相比较,低压真空渗碳有许多优点:1,提高被加工件的性能由于在真空下进行渗碳处理,没有氧的存在,因此渗层表面没有晶间氧化和表面非马氏体,同时不会产生表面合金元素的贫化及其带来的表面淬透性降低等问题,零件表面硬度,表面残余应力水平将明显提高,可以明显降低零件表面的早期失效,提高零件的使用寿命.如1998年上海股份汽车齿轮总厂为进一步提高齿轴类零件热处理质量,委托法国EMC公司对集中变形要求较高的零件用JCBP一400型低压渗碳炉进行实验,部分结果如下:产品名称:输出轴;材料:20MnCr5;数量:3件;热处理要求:表面硬度680—780HV30,心部硬度350—480HV30;有效硬化层深度(硬度550HV1)O.7—1.0mm.在装满炉量情况下实验,主要工艺参数如下:渗碳温度:950~C;加热和均温时间:50rain;渗碳时间:10.13min;扩散时间:78.87min;淬火介质:高纯氮气;淬火压力:2Mpa;淬火时间:10min;富化率:13.8lmg/h?cm;回火温度:150~(2;回火时间:2.5h.实验后测得的金相结果如下:表面硬度(HV30):725,728,727心部硬度(HV30):434.442齿面有效硬化层深度(硬度550HV1):O.78ram齿面显微组织:碳化物(1级)+残余奥氏体(2级)+马氏体(2级),无明显非马氏体组织,实验后变形较小.从实验结果看,硬度,渗层深度,显微组织均能满足要求,46现代企业教育MODERNENTERPRISEEDUCATION2009年?O8月?下期学术?理论现代衾誊现代高等职业教育的校长素质探讨杨鲁新(青岛恒星职业技术学院动画学院山东青岛266100)摘要:伴随着经济发展我国的职业教育出现了快速发展的局面.主要管理者的管理素质直接影响到高等职业教育的办学水平和质量.本文旨在从管理素质,政治素质,管理才能,学术技术能力,工作责任感这几个维度衡量一个高等职业教育管理者的优秀程度.关键词:高等职业教育校长院长管理素质政治素质管理才能学术技术能力工作责任感白改革开放以来,伴随着经济发展的需要,我国的职业教育出现了快速发展的局面,原来仅在普通高中阶段设立的职业教育已经难以满足社会发展的需求,因此,越来越多的大学增设了大专层次的高等职业教育,另外,更有不少独立的高等职业技术学院纷纷出现,这样的现象已经在改变着原有的高等教育布局.虽然普通大学本科教育仍为高等教育的主体,但不断增加的高等职业教育已经成为高教领域的另一条腿,这样的教育局面无疑会对我国的经济发展起到有益的作用,但也对我国的高等职业教育提出了新的问题,即:靠什么样的人来管理现代高等职业教育工作.由于我国的高等职业教育发展很快,特别是在多元化的办学政策推动下,许多民间资本进入高等教育领域,他们主要集中在高等职业教育范围,这就形成了国有民营齐办,全国处处开花的高等职业教育办学格局,但随之而来的则是高等职业教育管理者的缺位.与发达国家相比,我国的高等职业教育正处在发展的初期,各方面的经验都比较缺乏,但最为缺乏则是经验丰富的合格管理人员,尤其是高等职业院校的校长(以及下级学院的院长).目前,许多职业技术院校对校长(或院长)的任用都具有很大的随意性,这些来自不同岗位和部门的管理者在社会背景,工作经验,管理能力以及学术水平方面存在很大的差异,因而形成了管理者基本水平的良莠不齐,其中还有一定数量的管理者不具备高等职业教育的管理能力.也达不到高等教育对管理者的基本要求,如果不能有效提高改变这样的状况,我们现有的高等职业教育就不可能健康的发展,而教育管理素质较差的管理者从事管理的学校,是很难培养出合格的高等技术人才的.由于管理者的管理素质直接影响到高等职业教育的办学水平和质量,因此,在大力发展高等职业教育的今天,如何认识高等职业管理者的基本素质以及行为特点是个值得研究和探讨的问题.同时工件的变形情况也大为改善,处理结果比较理想.2,精度,效率高低压真空渗碳技术使得传统渗碳工艺中的高温渗碳成了可能,渗速明显提高,工艺周期显着减小,大大的缩短了渗碳时间, 特别对需要取得较深碳层的工件或不锈钢,硅钢等材料非常有利.如低碳钢中,为获得1mm厚的总渗碳深度,在980℃渗碳时所需的总渗碳时间为1.50h,在1038~渗碳是仅需0.80h,相差约2 倍.同时,由于在渗碳过程中,碳势的控制由计算机软件来完成, 所以,所以在实践中可以获得比较准确的控制效果.据有关实验测试.控制精度可达到±0.05ram.3,减少了后续工序.降低了热处理成本低压真空渗碳工艺是在真空状态下对工件进行加热渗碳,所以,避免了大范围的氧化,处理后产品呈银灰色,光亮状,可以不经过清洗,清理喷丸等工序,所以减少了后续的处理工序,有效的降低了成本.4,"绿色"环保相对于常规的可控气氛渗碳(或碳氮共渗)热处理,低压真空渗碳热处理过程中不产生,)1等有害气体,同时大部分采用气体淬火技术且淬火气体可以回收,即使采用油淬技术,也是采用真空淬火油,避免了大量的气体和液体污染,具有"绿色"环保的特点.三,结束语低压真空渗碳技术是将真空渗碳与高压气淬两项技术结合后的产物.它以其特殊的优势和成熟的工艺在渗碳特别是深层渗碳领域得到广泛的应用,根据中国热处理行业协会在欧洲考察的报告,到2010年低压真空渗碳热处理设备将达到50%左右,其工艺应用领域也将得到大范围的扩展,必将成为替代常规渗碳技术的工艺之一.参考文献:【l】孟延军,关昕.金属学及熟处理.北京:冶金工业出版社,2008 (03l【2】严韶云.低压真空渗碳——一种新的化学热处理技术.机械工人(热加工),2001(1):31—33.【3】张连进.一种快速渗层渗碳技术.金属热处理,2003,28(10): 56-58.【4】马森林,高文栋,沈玉明.ECM低压真空渗碳技术应用研究与探讨.汽车工艺与材料,2004(8):27—3O.【5】马森林,沈玉明.ECM低压真空渗碳技术应用研究与探讨. 汽齿科级,2004(1):1—6.【6】6张连进.真空渗碳技术的进展.真空,2003(1):42—45. 【7】高文栋.低压真空渗碳设备的特点及生产应用.机械工人(热加工),2007(10):22—23.【8】朱连光,王砚军,李庆见.脉冲式气体渗碳技术研究和应用.汽车工艺与材料,2005(6):21—23.口现代企业教育MODERNENTERPRlSEEDUCATION47。

渗碳工艺技术渗碳工艺技术是一种通过将碳元素渗入金属表面来提高其硬度和耐磨性的工艺技术。

该技术广泛应用于工业生产中的各个领域，如汽车制造、机械制造、航空航天等。

渗碳工艺技术的原理是通过在高温下将含有高碳成分的化合物浸渍到金属表面，使其在金属内部扩散，从而形成一层具有高碳浓度的表面层。

这种表面层具有非常高的硬度，可以防止金属件在使用过程中的磨损和破碎。

同时，渗碳还可以提高金属的耐热性和耐腐蚀性能。

渗碳工艺技术可以用于处理各种材料，如铁、钢、铝等。

渗碳工艺技术主要有两种方法：气体渗碳和液体渗碳。

气体渗碳是将已经制备好的渗碳剂放入密闭的渗碳炉中，然后在高温条件下使其气化，使渗碳剂的气体进入金属表面，达到渗碳的目的。

液体渗碳是将含有高碳成分的液体溶液涂在金属表面上，然后将其加热至高温，使其渗入金属内部。

渗碳工艺技术的优点是可以提高金属材料的硬度和耐磨性，同时不改变金属的基本性质。

这使得渗碳工艺技术成为一种经济实用的工艺技术，被广泛应用于各个行业。

例如，在汽车制造中，引擎的活塞、曲轴、凸轮轴等都需要经过渗碳处理，以提高其耐磨性和使用寿命。

在机械制造领域，各种齿轮、轴承等金属零件也需要进行渗碳处理，以提高其使用寿命。

然而，渗碳工艺技术也存在一些限制。

首先，渗碳工艺只能处理表面层，不能对整个金属材料进行处理。

其次，渗碳剂的选择非常重要，不同的渗碳剂对金属材料的影响也不同。

另外，渗碳工艺需要在高温下进行，对设备和工艺条件有一定的要求。

总之，渗碳工艺技术是一种可以提高金属材料硬度和耐磨性的重要工艺技术。

随着工业技术的不断发展，渗碳工艺技术也在不断改进和完善，为各个领域的金属制品提供了更好的性能。

同时，对于渗碳工艺技术的研究和应用，还有很大的发展空间，可以进一步提高金属材料的性能和使用寿命。

渗碳工艺的中国专利分析渗碳工艺是一种常用的表面处理方法，目的是提高钢铁的硬度和耐磨性。

随着工业化的不断发展，渗碳工艺在各个行业中得到了广泛应用。

在中国，相关的渗碳技术也得到了长期的研究和实践。

本文将对中国专利中的渗碳相关技术进行简要分析。

一、渗碳原理渗碳又称渗碳硬化，是一种将碳源掺入合金材料表面，以提高其硬度、磨损和耐腐蚀性的加工工艺。

渗碳工艺主要是利用钢铁在高温条件下吸附碳的特性，通过控制温度、时间和碳源，使钢铁材料表面的碳含量得到相应的提高。

常见的渗碳方式有气体渗碳和固体渗碳两种。

气体渗碳主要是将加热的钢料放在含有高浓度碳的气体中，使其表面吸收碳元素。

固体渗碳则是将钢材浸泡在含有碳化物的固体混合物中，使碳元素向钢铁表面扩散。

1、CN107739084A 渗碳液凝胶及其制备方法及应用该专利涉及一种渗碳液凝胶及其制备方法及应用。

所述液凝胶包括醋酸纤维素、黏土、甲基纤维素、蔗糖乙酸酯、甘油、聚乙二醇等组分。

该渗碳液凝胶在制备时不仅能够保证渗碳效果的同时，还具有降低渗碳过程中残碳率和表面轻微氧化的优点。

该专利适用于钢铁、金属、非金属等材料中的渗碳处理，对于提高被渗碳材料的硬度和耐磨性等性能有显著效果。

该专利公开了一种新型环氧氨基树脂渗碳液及其制备方法。

该液体由烷基酰胺、环氧氨基树脂、淀粉、异氰酸酯、固化剂等组分组成。

所述渗碳液在渗碳过程中可以缩短渗碳时间和温度，同时也能提高被渗碳材料的硬度和耐磨性。

该专利涉及一种渗碳涂层材料及其制备方法，所述涂层材料由钨酸酐、粉末钢、氧化物、微量元素等组分组成。

所述渗碳涂层材料具有渗碳效果显著、渗碳层与底材结合紧密、硬度高等优点，适用于在各种材料表面制备高级别渗碳层的操作。

三、结论通过对中国专利中的渗碳相关技术进行分析，可以看出，中国在渗碳技术领域的研究和发展取得了不俗的成绩。

不仅涉及到渗碳材料的组分和性质的研究，还涵盖了渗碳方法和渗碳涂层等领域的创新和优化。

这些技术的出现和应用不仅为渗碳行业的发展提供了新的思路和途径，而且也对其他相关行业的应用产生了较大的推动作用。

低压真空渗碳的特点及原理摘要：本文分析了低压真空渗碳的技术特点及工艺原理，通过对比可控气氛渗碳的渗碳速度、渗碳组织及冶金指标，最终分析认为低压真空渗碳渗层组织更加细小、弥散，可以显著降低零部件在实际工况服役条件下的裂纹敏感度，降低基体组织硬度不均的程度，提高零部件的接触疲劳强度，从而延长服役寿命。

关键字：低压真空渗碳金相组织接触疲劳强度1.低压真空渗碳工艺特点低压真空渗碳与传统渗碳工艺过程的方式不同，低压真空渗碳采用渗碳气氛和中性扩散气氛，分别以周期的脉冲方式交替供气控制碳流量来满足不同的渗碳要求。

低压真空渗碳扩散时间通常是脉冲强渗时间的10倍左右，每一脉冲的充足扩散时间保证了渗入碳量能够充分向内部扩散，以确保第二轮碳量的有效可靠吸收，从而保证最终渗碳层的平滑性，更有利于渗层承载能力的提高[1]。

低压真空渗碳技术具有诸多优势，但针对高合金含量的渗碳工艺依赖Infracarb渗碳工艺软件制定并执行，实际与理论差异较大，亟待在工艺制定方面开展迫切的工艺预先研究[2]。

1.1无碳势概念一般气体渗碳是在正压环境中进行，炉气成分较复杂。

由于在一系列复杂的化学反应中，CO、CO2 、O2 、H2O等气体与活性碳原子间存在着动态平衡，就建立起了碳势的概念．并可以通过氧探头(检测0 的含量)、红外仪(检测CO 的含量)、露点仪(检测H 0的含量)等来间接测定炉内的碳势，从而给工艺过程的控制带来极大的便利。

而低压真空渗碳的压力为mbar级，接近真空状态下炉内CO、CO 、H2O等气体的含量少得可以忽略不计，因而目前还不能建立类似碳势的概念并定量检测[3]。

但这并不意味着这是不能严格控制的工艺过程，而实际上真空渗碳的一大优点就是一旦确定好工艺．那么工艺的重现性更好，其渗碳层和表面含碳量也是可控的。

1.2渗碳速度快低压真空渗碳作为近年来发展较快的一项新工艺，很大的一个原因是其渗碳速度大大加快。

之所以有这种优越性，原因在于：低压真空渗碳可以提高工艺温度，其工艺温度可以提高到(950~1100)℃，而一般常压气体渗碳由于设备的承受能力所限，工艺温度提高会导致工件晶粒过度长大等原因，工艺温度一般都不超过950℃。

真空渗碳气乙炔分解率
摘要：
一、真空渗碳气的概念和原理
1.真空渗碳气的定义
2.真空渗碳气的原理
二、乙炔在真空渗碳气中的应用
1.乙炔的特性
2.乙炔在真空渗碳气中的作用
三、真空渗碳气的分解率
1.分解率的定义
2.影响真空渗碳气分解率的因素
四、提高真空渗碳气分解率的措施
1.优化乙炔的使用
2.改进真空渗碳气的制备工艺
正文：
真空渗碳气是一种表面处理技术，通过将工件置于真空环境中，利用碳氢化合物在真空条件下发生热解反应，生成渗碳气体，进而实现对工件表面的渗碳处理。

在这个过程中，乙炔作为渗碳气的主要成分，起着至关重要的作用。

乙炔具有较高的渗碳能力，其分解产物碳原子能够在工件表面形成大量的碳化物，从而提高工件表面的硬度和耐磨性。

同时，乙炔的分解率对于真空渗碳气的效果也有着直接的影响。

真空渗碳气的分解率是指在真空渗碳过程中，渗碳气体中乙炔的分解量与理论分解量之间的比值。

影响分解率的因素有很多，包括乙炔的纯度、工件的材质和处理温度等。

为了提高真空渗碳气的分解率，我们可以从以下两个方面进行优化：
首先，优化乙炔的使用。

提高乙炔的纯度，可以降低杂质对真空渗碳气效果的影响，从而提高分解率。

此外，合理控制乙炔的流量和压力，也有助于提高真空渗碳气的效果。

其次，改进真空渗碳气的制备工艺。

通过优化加热方式、控制真空度等条件，创造更有利于乙炔分解的真空环境，从而提高真空渗碳气的分解率。

总之，真空渗碳气技术在我国的工业生产中具有广泛的应用，而乙炔的分解率则是影响这一技术效果的关键因素。

低压渗碳真空炉原理
低压渗碳真空炉是一种常见的加热处理设备，用于对金属材料进行碳化处理。

其原理是在真空环境中，通过不断往炉内加入碳素气体来进行碳化反应。

下面我们来详细了解一下低压渗碳真空炉的原理。

第一步，准备加热处理的材料。

这些材料一般是金属材料，如钢铁、铬钼钢、钨钢等。

在加工前，需要对这些材料进行清洗和烘干，以确保其表面干净，减少杂质对碳化反应的影响。

第二步，将材料放入低压渗碳真空炉内。

这需要注意的是，放入炉内的材料必须符合渗碳标准，并且要避免在放入炉内时产生与炉内物质反应的化学反应。

第三步，将炉子的压力降到一定范围内。

一般选择在1.2×10-
1~13.3Pa范围内，即真空状态下的高度。

这一步的目的是为了将炉内的氧气、水蒸气等杂质排出，减少反应的干扰。

第四步，加入碳素气体。

在低压状态下，加入足量的碳素气体。

高温下，碳素气体分解产生的碳原子在材料表面进行化合，形成高硬度、高强度的碳化层。

这个过程需要保持一定的时间，以保证反应充分。

第五步，冷却炉内材料。

当反应完成后，需要将炉内的材料冷却，以避免因温度过高导致材料塑性下降、失去原有的力学性能。

总的来说，低压渗碳真空炉的原理是在真空环境中通过加入碳素气体进行碳化反应，从而形成高硬度、高强度的碳化层。

掌握这个过程的原理和技术要点，可以有效提高材料的使用寿命和机械性能，适用于工业制造、航空航天、汽车等领域。

真空精确渗碳工艺控制模型设计与测试作者：汪恩洋李争平王翀翟月雯栗卓然来源：《环球市场》2019年第31期摘要：先获取渗碳炉的实验实测数据，在对数据做简单的处理之后，将数据带入解法模型中求解得到碳浓度随距离表面距离的模拟数据;定义一个实测值与模拟值的误差函数。

利用MATLAB优化工具函数优化求解，求解得到最优的奥氏体饱和碳浓度Cs和扩散系数D这两个参数解;利用求解得到的D和Cs优化解结果，将其带回模型重新计算，即可得到新的模拟数值。

在此之后，可以通过修改模型中的部分参数如：渗碳总时长，来模拟渗碳过程中的数值变化。

关键词：真空渗碳;扩散系数;奥氏体饱和碳浓度真空渗碳作为当今金屬热处理界采用最广泛的渗碳处理方式之一，与传统的气氛渗碳相比较，有着明显的优点：渗碳温度高，可以实现快速渗碳;可以采用天然气作为渗碳气氛，不需要额外的气体发生器;过程在真空环境下进行，不需要保护气;控制操作简单，控制方法现代化;环境污染小，无需尾气处理。

本文在已有技术的基础上模拟设计真空渗碳的控制方案，并结合数据进行验证与优化。

一、渗碳原理真空渗碳技术可以简易的分为如下的三个步骤：1.制造渗碳气氛;2.形成碳势;3.扩散。

二、设计内容（一）设计方法在渗碳技术的原理的基础上，首先获取渗碳炉的实验实测数据，在对数据做简单的处理之后，将数据带入“三对角矩阵”解法模型中求解得到碳浓度随距离表面距离的模拟数据;再定义一个实测值与模拟值的误差函数，利用MATLAB优化工具函数中的无条件最值优化，求解得到能使误差函数结果（即误差）取值最小的奥氏体饱和碳浓度（Cs）和扩散系数（D）这两个参数的最优解;再利用求解得到的D和Cs优化解结果，将其带回模型重新计算，即可得到新的模拟数值;来模拟渗碳过程中的数值变化，从而实现了对真空精确渗碳控制方案的优化设计。

（二）数学模型以下三种类型的边界条件确定的碳的从大气转移到工件的表面：C=C s第一类边界条件第二类边界条件第三类边界条件初始条件为：C（x，0）=C0，t=0可以按具体的边界条件和初始条件求解扩散第二定律（菲克第二定律）偏微分方程：（三）数据处理本文所带入模型的数据均来自渗碳炉实测，具体的采集方法是：在一次渗碳过程结束后，记录关键参数;同时用采集工具对工件进行不同深度的采样，记录下不同深度下碳浓度的数值。

真空渗碳炉的结构及工艺
实例：ICBP系列低压渗碳多用炉结构及工艺简介
真空渗碳炉渗碳工艺简介
工艺流程：工件入装料台→进入通道罐→上升至装卸料室后抽真空→转移工件至渗碳室加热工件并进行渗碳→向下移入绝热室后输送至气淬室进冷却→出炉。

操作要点：
（1）装卸料室：装卸料室进入工件后，将其抽真空达6×102Pa,当该室与通道罐压力相等时，打开真空密封阀，升降机将工件下降转移到通道罐压内，并传送到渗碳室。

（2）加热渗碳室及渗碳工艺：
渗碳温度920～970 ℃（最高温度达1250℃）。

工件在渗碳炉炉内转动（夹具）速度为2转/分。

通过耐热钢喷头向炉内脉冲交替通入喷入C3H8及N2，C3H8裂解后形成[C]+H2。

（一般在强渗期通C3H8时间为1～4min,通N2扩散时间为2～6min，随后强渗期逐渐缩短，扩散期逐渐延长，具体见表）。

渗碳过程（包括渗碳和扩散过程）采用温度、时间、C3H8及N2的流量和压力四个参数控制。

根据工件的技术要求，采用计算机模拟确定各项技术参数，实现渗碳过程的自动化控制（发展动态控制技术）（3）气淬采用可调的（1～20）×105Pa高纯N2在渗碳炉炉内形成一个冷却通道对工件进行冷却。

科技成果——智能真空渗碳淬火技术适用范围机械行业通用机械行业有渗碳热处理工艺需求的企业行业现状2012年我国热处理生产总量约为2000万t，其中渗碳处理约占1/8，在250万t左右。

渗碳处理的主要设备包括井式炉、箱式多用炉和真空渗碳炉，其中井式渗碳约125万t、箱式渗碳约123.75万t、真空渗碳约1.25万t。

井式炉单位电耗最高，箱式多用炉次之，真空渗碳炉最低。

根据JB/T50182-1999《箱式多用热处理炉能耗分等》，箱式多用路的一等可比单耗指标为bk≤440kWh/t，而真空渗碳炉的可比单耗为bk=265kWh/t。

真空渗碳炉相对箱式多用炉节能量约61kgce/t，减排量约161kgCO2/t。

目前应用该技术可实现节能量1万tce/a，减排约3万tCO2/a。

成果简介1、技术原理真空渗碳是一种真空热处理工艺。

由于渗碳在真空环境中进行，可以精确控制碳势，工件表面洁净，有利于碳原子的吸附和扩散，实现高温渗碳速度的提高。

相对于普通渗碳，可将渗碳时间缩短50%以上，大幅节约电能。

在真空环境下，还可有效避免氧化性气体与工件表面合金元素发生晶间氧化，提高工件的耐磨性和疲劳性能，同时实现对细孔等内表面的渗碳，使整批工件获得均匀一致的表面碳浓度和渗碳层厚度。

智能型真空渗碳淬火炉采用计算机控制系统对温度、时间、渗碳气体流量和压力四个重要参数进行精确控制，保证炉体内温度均匀性和气氛均匀性良好，使渗碳工件获得最小的渗层深度误差和合理的晶相组织分布。

同时在计算机控制下，渗碳剂可由多通路多喷嘴以精确流量进入炉内，分布面广且均匀，充分发生裂解和渗碳反应，不会产生过多游离碳，有效减少碳黑对炉体的污染。

2、关键技术（1）气氛流量控制技术；（2）减少炭黑污染技术。

3、工艺流程工件→清洗→生成或编制工艺→装炉→真空渗碳→淬火或冷却。

图1 智能真空渗碳淬火炉自动控制系统示意图图2 智能真空渗碳淬火炉结构图主要技术指标1、电耗：265kWh/t2、最高工作温度：1300℃；3、炉温均匀性：≤±5℃；4、极限真空度：≤4×10-1Pa；5、压升率：≤0.65Pa/h；6、淬火转移时间：≤25S；7、气体压力：≤12bar；8、硬化层深度偏差：≤±0.1mm。