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《《真空低压渗碳淬火热处理技术要求》编制说明.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、《真空低压渗碳淬火热处理技术要求》编制说明1项目背景1.1任务来源本标准项目系根据全国热处理标准化技术委员会2008年10月下达的“国家推荐性标准项目建议书”而编写的,本标准计划编号为:-Q-9。本标准由北京机电研究所负责起草,根据真空低压渗碳淬火热处理设备和工艺技术发展现状和趋势,在征求全国10家企业、大学及科研单位专家的意见,采纳全国热处理标准化技术委员会提出的修改建议而编写的。1.2编制原则和编制过程l本标准的制定主要参考国外几大设备制造商的企业标准,结合国内现状和未来技术发展方向,制定符合中国国情的真空低压渗碳热处理技术要求。2标准应突出重点,求实不求全,对真空低
2、压渗碳热处理设备、工艺、安全等方面制定规范。3标准的制订要遵循国家法规,没有与国家现行的有关标准和原则相矛盾。2真空低压渗碳热处理行业概况2.1渗碳热处理行业在我国的发展概况2.1.1我国渗碳热处理行业现状经济的高速发展,技术的快速更新,要求各类“工程机械零件”精度更高、性能好、使用寿命更长、生产效率更高,同时生产过程要更环保。渗碳是零件表面改性的一种热处理手段,是关键的基础加工制造工艺。渗碳热处理可以有效提高钢铁零件疲劳强度、耐磨性,广泛应用于航空航天、船舶、电力、汽车、机械制造、工具等各个行业。渗碳作为工程零件热处理的一项关键技术,其质量不仅影响零件性能和使用寿命,而
3、且直接影响到整机的精度、可靠性和使用寿命。日前国内渗碳热处理装备主要以气体渗碳为主,但由于气体渗碳存在诸多不足,不能够满足对于提高产品性能和可靠性以及清洁生产的要求。具体体现在:l气体渗碳采用含氧型渗碳介质。由于渗碳介质中存在氧的成分,因此在渗碳过程中不可避免的会在零件表面形成晶界氧化层,晶界氧化层的存在对于零件的耐磨性能和疲劳性能都有着非常大的影响,同时也无法保证零件渗层均匀性等要求,降低了零件的使用寿命,增加了汽车的安全隐患。同时晶界氧化层会在金属表面形成钝化膜,而钝化膜的存在直接阻碍了碳元素向金属内部的扩散,因此气体渗碳过程必须延长渗碳时间,使得生产过程能耗居高不下
4、。2气体渗碳设备热损失大、能耗高。气体渗碳设备密封性能差,并采用原料气置换空气的方法来防止零件在高温下的氧化问题。因此设备本身的热损失较大,同时气体在炉内的循环和排放也大幅度的提高了生产过程中的热损失。气体渗碳设备的工作特点决定了气体渗碳技术进步无法解决高耗能的问趣。3气体渗碳温室气体排放量大。气体渗碳的基本原理是:①2C3H8+3O2+12N2→6CO+8H2+12N2(采用丙烷作为介质或②C4H10+2O2+8N2→4CO+5H2+8N2(采用丁烷作为介质③2CO→C+CO2(生成活性碳,同时产生二氧化碳通过原料气的反应生成CO,然后通过CO的分解形成活性碳,进行渗碳
5、。在CO分解过程中出了形成活性碳,同时也形成了CO2。为了避免零件被氧化,同时也是为了保持和调节炉内碳势,气体渗碳设备工作时自始至终都需要通入原料气,上述反应式中①+③或②+③始终都在进行,因此温室气体排放最巨大。同时由于反应式中①或②的进行,分解出大最的H2,因此设备操作过程也存在着安全隐患。2.1.2真空低压渗碳热处理技术优势真空低压渗碳热处理是一项环境友好型新技术,在欧美等发达国家已经得到广泛的应用,其节能、节材、环保等特点己经得到广泛的认可,是热处理技术发展的主要方向之一。特别是对比传统热处理手段,真空热处理具有无氧化、无脱碳和小畸变的优越性,其零件处理精度和使用
6、寿命均得到大幅度提升,因此国内自20世纪90年代以来在国内航空航天、汽车行业、船舶、兵器军工、电子、模具等行业的应用越来越广泛。真空低压渗碳技术的出现使得实现高温快速渗碳成为可能。真空高温低压渗碳技术采用乙炔气体为渗碳介质,并采用150~3000Pa较低的渗碳压力进行脉冲渗碳。真空高温低压渗碳具有环境友好、可实现高温渗碳、提高渗碳速度、避免晶界氧化层、渗层易控、可对形状复杂(深孔、盲孔件渗碳等优点;真空高温低压渗碳技术的先进性具体农现在:①工作温度高。真空高温低压渗碳设备的正常工作温度一般可以达到1300℃。因此具备实现高温快速渗碳的基本条件。②彻底解决晶界氧化层难题,提
7、高渗碳件质量。最近由于对材料内氧化机理的研究,人们认识到内氧化是影响渗碳零件寿命的一个重要因素,渗碳过程中,氧原子扩散到零件内部,与某些易氧化的合金元素形成氧化物,使得金属表面附近基体组织中的合金元素(如Mn、Cr等贫化,淬透性、硬度、疲劳强度降低,导致零件表面出现早期失效,使用寿命降低。法国已把内氧化作为渗碳质量检验的一项内容。即使在发达国家,高水平的气体渗碳技术,其渗层也不可避免地会出现晶界氧化层,图l(b即为渗碳后金属表层组织中出现的晶界氧化层。在真空条件下,氧的分压非常低,因此在渗碳面不会因微量氧化而产生晶界氧化(亦称
