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工艺技术

低压渗碳
气体渗氮

低压渗碳

氧化处理

渗碳是一种将碳原子渗入金属表面的化学热处理工艺,它可使得金属的表面获得优良的物理及化学属性,比如提高表面的硬度,耐磨性,耐腐蚀性等等。

渗碳工艺类型有很多,按照使用的渗碳介质不同,可分为:固体渗碳、液体渗碳、气氛渗碳和特殊渗碳等等。固体渗碳是将工件埋入装有固体渗碳剂如木炭之中,或在工件表面上涂一层渗碳膏剂,然后装入炉子中加热渗碳;液体渗碳是将工件直接放入能分解出活性碳原子的盐液中加热渗碳;气氛渗碳在气体介质中进行,可在天然气、石油裂化气和吸热式、氮基可控气氛中渗碳,也可以在滴注液体渗碳剂的分解气体中渗碳;特殊渗碳通常在特定的物理条件下进行,比如离子轰击条件下的离子渗碳、电解放电条件下的电解渗碳、流动粒子状态下的流态床渗碳以及本文介绍的低压渗碳等等。低压渗碳是在接近真空的环境下通入微量的渗碳介质进行的,因此也被称为真空渗碳(Vacuum Carburizing)。

 

在低压渗碳技术出现之前,气氛渗碳作为渗碳的主流工艺已经被深入地研究并广泛地应用于各行各业。气氛渗碳由渗碳介质(比如甲烷,丙烷,甲醇等等)产生的一氧化碳作为主要的碳源,再通过富化气和空气来调节气氛的碳势,可以实现对渗碳过程的精确控制。尽管如此,气氛渗碳仍有许多不尽如人意之处,比如:工件表面容易出现晶间氧化;工件处理后变形大;对深盲孔零件的处理能力差;渗碳周期较长,消耗能源巨大等等。

​因此,当二十世纪七十年代新的低压渗碳技术(Low Pressure Carburizing),一经发表就受到热处理行业的广泛关注,被誉为“70年代划时代的新技术”。与传统气氛渗碳相比,低压渗碳具有鲜明的特点,以及由此带来的无与伦比的优势。

第一,低压渗碳采用的渗碳介质是饱和(如丙烷)或不饱和碳氢化合物(如乙炔),成分中不含氧元素,渗碳过程中也不再有其他富化气和空气引入,从根本上解决了内氧化以及氮氧化物生成的问题;

第二,低压渗碳在高温且低压条件下进行,渗碳介质迅速裂解得到大量的碳,可以迅速在工件表面建立高碳势,大大缩短了渗碳周期;

第三,低压渗碳工艺是强渗加扩散交替进行,既可以避免表面碳化物的生成,又可以解决深盲孔件的内部渗碳问题。所用的气氛介质只有传统渗碳炉的百分之一,极大地降低了易燃易爆气体的使用量,即降低了气体成本,又提高了操作安全性。

第四,低压渗碳在真空炉中进行加热渗碳,可以方便的与高压气淬工艺相结合,进行无油淬火,保证表面光亮,节约清洗成本。更加环保和清洁。


​低压渗碳技术已经在汽车齿轮,航空标准件,燃油喷射系统等等领域获得大量应用,它以高效,环保,经济,安全,灵活的特点正在获得热处理用户越来越多的关注和青睐。