一汽解放车桥分厂热处理车间
跨越—Ⅱ号炉稀土渗碳实验总结
本轮实验是在前次实验基础上进行，实验从3月20日进行，至3月27日基本达到预定结果。
一、实验前跨越—Ⅱ号炉渗碳情况
跨越—Ⅱ号炉为双排连续渗碳炉，共计19盘，由于该炉承担多种工件的碳任务，该炉Ⅰ排经常更换不同层深的渗碳工件，所以将相对稳定的Ⅱ排作为基础工艺来考察稀土渗碳效果，原工艺情况如下：
二、稀土催渗实验
2.1稀土催渗剂的型号与配制
采用哈尔滨意锋稀土材料开发有限公司生产的YF—Ⅲ复合稀土催渗剂。该催渗剂溶解于甲醇中使用。
将2.5L稀土催渗剂溶解于200L甲醇中，混合均匀后使用。稀土催渗剂的浓度为1.25%。
2.2实验步骤
首先（3月20日）进行稀土预渗，于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区各以1.5ml/min的流量通入稀土催渗剂—甲醇溶剂。预渗进行72小时（三天）。然后进行工艺调整。
由于前期已经进行稀土实验，所以预渗期下降，推料周期下调至70min/盘。
三天后（3月23日）将四区温度下调至930℃，推料周期为70min/盘。根据试样情况于3月25日10时将推料周期调整为68分钟/盘。
3月26日10：30将四区碳势由Cp%=1.15%调整为Cp%=1.20%.
3月28日10：30此段时间渗碳工件为轮边，渗层为1.5—1.9mm，仍然采用55分钟/盘，由于此前试样出现碳化物，决定碳势回调到1.15%C。
2.３实验结果
表２试样分析结果
2.4试验工艺
最终约定的稀土实验工艺条件可见表3：
表3 跨越号连续渗碳炉稀土催渗渗碳工艺
三、稀土渗碳工艺试验效果总结
3.1稀土催渗效果
通过一周时间的调整，稀土渗碳得到预定效果，即在将四区温度下调10℃的情况下，将推料周期由原工艺的75分钟缩短为66分钟，缩短周期9分钟，相当于提高渗速12%。
3.2效益分析
以渗1.7—2.1mm的后桥齿轮为例分析，使用稀土渗碳工艺以后，以提高渗碳速度12%计算，即产量由原来的每日38.4盘提高到43.6盘，日多生产5.2盘。按每盘180kg计算，相当于多生产940kg，即是在各项消耗少许增加的情况下多产900kg，按生产成本2.0元/公斤计算，即该炉日下降生产成本1800元。日消耗稀土催渗剂甲醇溶液65L，费用为500元，即日节约费用1300元，按年300天工作日计算，年降低生产成本39万元。
3.3节能减排效果
电能降低估算：按稀土渗碳规律估算，渗速提高12%，电能节约10%，按通常的在1.7--2.1mm渗层的渗碳过程电能消耗2.04Kw.h/Kg，采用稀土渗碳后可以下降到1.84 Kw.h/Kg，即每公斤节电0.2 Kw.h，日生产7700kg，实现节能1500 Kw.h，折合标准煤600kg,相当于减少CO
排放1500kg。
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四、实验形成产业化后需要注意的操作事项
4.1设备上存在的一些问题
4.1.1在稀土催渗剂注入管中的滴口没有将铜管割出抹斜，导致甲醇滴入时以散滴落入炉内，容易产生沿壁流入现象，容易造成稀土催渗剂注入管堵塞故障，应该进行整改。具体改正可见附件。
4.1.2使用稀土催渗剂后应该在操作规程中列入每天一次的对稀土催渗剂注入管的巡查工作，避免由于堵塞造成催渗效果下降或者产生其它问题。
4.2实验问题
4.2.1该实验是在不等周期条件下做的，但是周期相差不算太大，如果周期相差过大时可能会导致短周期影响长周期渗速的现象，产生短周期渗速加快，而长周期渗速下降的现象发生，具体情况需要在生产实践中摸索。
4.2.2对于各种渗层渗速的估算：可采用一下经验公式估算，δ=κ√τ其中δ—渗层深度（mm）；κ—渗入系数；τ—渗碳时间（h）。
τ的确定为：τ=（渗碳周期）×11÷60 。单位为小时。如：根据实验结果，在现有条件下有τ=66×11÷60=12.1；
在此条件下渗层为1.85mm；则κ=1.85÷√12.1=0.54
推算渗层为1.65mm时推料周期为τ=（1.65÷0.54）2=9.34；
推料周期=9.34×60÷11=51（分钟）
以上方法还需要经过生产实践验证，来确定其它渗层深度的工件的渗碳周期。
4.2.3本次试验是以提高渗碳速度为主题的实验过程，对于稀土催渗对渗碳组织的影响以及对齿轮服役性能的影响尚未涉及，希望在以后的工作中给予完成。
4.2.4本实验的直接效益以及对“节能减排”的影响还需要进一步核算。
实验人：
一汽解放箱桥分公司热处理车间
孙少权、庄稼稔、张玉平、李明哲
哈尔滨意锋稀土材料开发有限公司
张国良、刘成友
二〇一一年三月二十九日
