一种低压真空渗碳工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106756752A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201611003583.9(22)申请日2016.11.15(71)申请人上海先越冶金技术股份有限公司地址201612上海市松江区漕河泾开发区松江高科技园莘砖公路518号13幢502室(72)发明人沈理钟明伟高培(51)Int.Cl.C23C8/22(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种低压真空渗碳工艺(57)摘要本发明公开了一种低压真空渗碳工艺，包括升温阶段、渗碳阶段、扩散阶段和预冷阶段；升温阶段包括：对工件进行抽真空，真空度控制在1～20Pa；抽真空后，开始加热，渗碳温度在800～1050℃；渗碳阶段是当工件的温度达到工艺设定温度后，将乙炔气氛充入炉内维持渗碳气体分压，称为渗碳充气脉冲阶段，渗碳充气脉冲阶段保持设定的时间后，开始抽真空，在真空下保持一段时间，这个阶段称为抽真空扩散阶段，渗碳充气脉冲阶段与抽真空扩散阶段合起来作为一个渗碳脉冲周期；整个渗碳阶段由多个渗碳脉冲周期组成；当渗层深度达到工艺设定的渗碳层深度时，停止渗碳脉冲。本发明可以有效控制工件的表面含碳量和渗层深度，使之达到最佳的渗碳效果。CN106756752ACN106756752A权利要求书1/1页1.一种低压真空渗碳工艺，包括升温阶段、渗碳阶段、扩散阶段和预冷阶段；其特征在于，所述的升温阶段包括：对工件进行抽真空，真空度控制在1～20Pa；抽真空后，开始加热，渗碳温度在通用的渗碳工艺温度范围800～1050℃；所述的渗碳阶段是以乙炔作为渗碳气氛，采用压力脉冲方式，具体步骤为：当工件的温度达到工艺设定温度后，将乙炔气氛充入炉内维持渗碳气体分压，称为渗碳充气脉冲阶段，渗碳充气脉冲阶段保持设定的时间后，开始抽真空，抽出炉内渗碳气氛，在真空下保持一段时间，这个阶段称为抽真空扩散阶段，渗碳充气脉冲阶段与抽真空扩散阶段合起来作为一个渗碳脉冲周期；整个渗碳阶段是由多个渗碳脉冲周期组成；其中，乙炔压力为500～1000Pa，而每个渗碳脉冲周期中的渗碳充气脉冲阶段维持时间、抽真空扩散阶段维持时间、脉冲次数则由工件的表面含碳量、渗层深度而定；渗碳充气脉冲阶段维持时间是指单次充入渗碳气氛时，工件的表面含碳量达到最大值所需的时间；抽真空扩散阶段维持时间是指抽真空时，工件的表面含碳量达到最小值所需的时间；脉冲次数由渗层深度与有效层渗碳含量之间的关系而定，当渗层深度达到工艺设定的渗碳层深度时，停止渗碳脉冲。2.根据权利要求1所述的低压真空渗碳工艺，其特征在于，所述的渗碳工艺阶段是以工件的表面含碳量和渗层深度达到要求而结束的；所述的预冷阶段包括：采用高压氮气作为冷却淬火气体，将工件快速淬火冷却后出炉。3.根据权利要求1所述的低压真空渗碳工艺，其特征在于，所述的渗碳阶段中，渗碳充气脉冲阶段维持时间为30～60s，抽真空扩散阶段维持时间为15s至数分钟，脉冲次数是依据渗碳层深度而定。2CN106756752A说明书1/5页一种低压真空渗碳工艺技术领域[0001]本发明涉及真空热处理技术领域，具体是一种低压真空渗碳工艺。背景技术[0002]渗碳是重要的热处理手段之一。渗碳工艺类型很多，常用的主要类型可分为：固体渗碳、液体渗碳、气氛渗碳和特殊渗碳。固体渗碳在固态介质当中进行，将工件埋入装有粒状渗碳剂的铁箱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，近年来推广发展了不用氰盐的无毒液体渗碳，使这种渗碳工艺有了新的生机；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，目前在国内外获得应用的有：高频电场中加热渗碳、真空条件下的真空渗碳、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等等。[0003]真空渗碳技术（VacuumCarburization，或称低压渗碳技术，LowPressureCarburizing）：采用饱和或不饱和碳氢化合物作为渗碳气氛，成分简单不含氧，从而解决了环境污染和内氧化的问题；渗碳温度高于传统气氛渗碳，因此大大缩短了渗碳周期；操作安全，与其它设备集成性能优良；真空渗碳结合高压气淬技术，工件淬火后变形小，后期处理工序简单，处理后工件机械性能优良。[0004]真空（低压）渗碳作为完全升级渗碳技术，具有多项优势：•安全：大幅度消除传统气体渗碳的安全因素，无常压易燃易爆介质；•低碳：介质消耗几乎降低到1%以下；•节能：加热功率消耗降低10～15%；•环保：低噪音、无热辐射、无排放；•工艺：消除晶