真空渗碳的应用

真空渗碳指的是在低于一个大气压的条件下进行一种气体渗碳的工艺。1950年美国开始研究真空渗碳,并且于1960 年申请专利。在1972 年Hayes CO.公开发表了真空渗碳技术。并且相继开发了多种类型的真空渗碳炉,现已较广泛地应用于工业生产当中。

SIMUWU是一家专注于包括真空渗碳炉在内的工艺设备的厂家。本文依靠其在真空渗碳上的经验,简要介绍真空渗碳工艺在工业上的运用。

1.齿轮方面

真空渗碳处理在齿轮方面的应用是最有成效的处理之一。过去的气体渗碳由于齿轮壁厚相差悬殊必然造成渗碳深度不均匀,特别是齿顶和齿底部位的渗碳深度不均匀,给齿轮的疲劳强度带来极坏的影响。这里面有达到渗碳温度的加热问题,在气体渗碳时处理零件被装入已升温的炉内,根据质量效应,由于处理零件壁厚不同部位处的升温时间不同,从而在未匀热时就开始渗碳,所以壁厚差就导致渗碳深度的差异。对此,在真空渗碳处理时,零件装炉后,从室温状态开始加热,根据处理零件的形状调整升温速度,并且与壁厚无关,待匀热后再进行短时渗碳从而可获得完全均匀一致的渗碳层。例如某种伞齿轮材料为SCM-22,最大外径为750毫米,重量为300公斤,有效渗碳深度达1.7毫米,渗碳淬火的总时间约为10小时,即约为过去气体渗碳处理时间的一半。零件表面呈现金属光泽,变形也比过去的气体渗碳处理小,减少了随后机械加工的工作量。

2.深层渗碳零件

过去渗碳所能达到的最大深度为3.5毫米左右,但采用真空渗碳工艺时渗碳可达7毫米。由于在1040℃高温渗碳时表面碳势约为1.7%C,接近于过去气体渗碳的一倍,这样大的浓度梯度加速了碳向零件心部的扩散。用用真空渗碳工艺渗碳处理11小时左右就能获得7毫米深的渗碳层。

3.脱碳材料的复碳处理

热处理工艺或锻造、烧结工艺中表而已脱碳的零件,用本工艺在表面碳势受控制的情况下,可进行复碳处理。复碳处理除对碳素钢有效外,对脱碳层为0.02~0.1毫米的模具钢、高速钢也有成效。

4.不锈钢的渗碳处理

由于本工艺是高温渗碳处理,包括过去难于渗碳的奥氏体不锈钢在内的各种不锈钢都能方便地渗碳。我们认为本处理工艺最有成效的是对要求耐磨的13Cr系不锈钢,可望相当的成效。当前试验结果表明,硬度在Hv800以上,渗碳深度也可达2~3毫米。此外,可用它作为SUS-44OC的代用料,同时要考虑使用表面高碳的不锈钢作为代用钢。

SIMUWU公司生产的RVN真空渗碳炉是处理此类钎焊工艺的优质产品,良好的温控精度和温控均匀性确保了真空钎焊过程的有效进行。拥有十多年的销售制造经验,远销欧美亚洲发达地区,是广受好评的真空炉产品。