熱處理零件滲碳工藝(已修改)
2024-11-08 03:06 本頁(yè)面
【正文】 1 目 錄 一、熱處理零件滲碳工藝 1. 熱處理零件滲碳工藝流程 ———————— 1 2. 滲碳過(guò)程中重要的參數(shù)問(wèn)題 ——————— 1 3. 氣體滲碳具體操作 ——————————— 2 4. 滲碳過(guò)程中應(yīng)注意的重要事項(xiàng) —————— 2 5. 滲碳層的組織分析和滲碳層深度計(jì)算 ——— 3 6. 工件滲碳后的熱處理工藝 ———————— 4 7. 滲碳工件一般常見(jiàn)的缺陷和預(yù)防補(bǔ)救措施 — 6 8. 熱處理中滲碳的新工藝應(yīng)用和發(fā)展 ———— 6 二、實(shí)例：針閥體的滲碳： 1. 針閥體的材料成分，主要特性和應(yīng)用 ——— 6 2. 針閥體的滲碳工藝 —————————— — 7 3. 針閥體滲碳設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算： ⑴ 針閥體滲碳設(shè)備，爐型的選擇 ———— 7 ⑵ .井式氣體滲碳爐設(shè)計(jì)思路： ————— 8 ⑶ .爐罐尺寸的確定： ————————— 8 ⑷ .爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ——————————— 10 ⑸ .爐子功率的計(jì)算與說(shuō)明 ——————— 11 ⑹ .井式氣體滲碳爐說(shuō)明書(shū) ——————— 15 三、 設(shè)計(jì)小結(jié) ———————————————— 16 四、 參考文獻(xiàn) ———————————————— 17 2 一、 熱處理零件滲碳工藝 : : ① 零件 驗(yàn)收 :對(duì)于要滲碳的零件表面要求干凈 ， 無(wú)油污、雜質(zhì)等 ； 否則會(huì)影響零件表面的滲碳質(zhì)量 。 ② 滲前準(zhǔn)備 ： 加熱設(shè)備到溫準(zhǔn)備好加入滲劑 ,檢查爐子設(shè)備的密封性是否完好等 ,對(duì)于局部滲碳的零件要加以保護(hù)措施 ,如涂防滲膏或鍍銅． ③ 滲碳 :加入滲劑的滴數(shù)和速度要適當(dāng) ,并注意滲碳的三個(gè)階段 :滲碳介質(zhì)分解 。碳原子的吸收 。碳原子的擴(kuò)散 。每個(gè)階段加入量的不同． ④ 冷卻 :用水或油冷卻到室溫 ,達(dá)到所要求的組織形態(tài)． ⑤ 滲層檢查：對(duì)于滲層檢查主要用試樣檢查． ⑥ 滲后熱處理：進(jìn)行再次淬火和回火，一般為最終熱處理． ⑦ 檢驗(yàn)：主要以淬火后的零件硬度檢驗(yàn)為主，也可用金相法來(lái)觀察． ⑧ 開(kāi)合格證． 2．滲碳過(guò)程中重要的參數(shù)問(wèn)題： 1) 滲碳保溫時(shí)間和溫度、滲劑的關(guān)系： 零件的滲碳溫度：在 880～ 930℃: 滲層深度小于 時(shí) ,選用中下限溫度 。 滲層深度大于 時(shí) ,選用中上限溫度 ； 滲碳時(shí)滲劑與溫度的關(guān)系密切 :若采用氣體滲碳則滲劑分 解產(chǎn)生活性碳原子 ,溫度越高滲劑分解越快 。其碳勢(shì)越高 。溫度高也有利于活性碳原子擴(kuò)散 ； 但溫度過(guò)高會(huì)使零件的組織轉(zhuǎn)變甚至?xí)逛摰木Я６却执?.不同滲劑分解的速度與最佳溫度都有影響 。 2) 滲碳保溫時(shí)間的確定與控制 ： 零件的滲碳保溫時(shí)間主要影響滲層的深度 ,同時(shí)也在一定程度上影響碳濃度梯度 。一般來(lái)說(shuō)對(duì)滲碳時(shí)間的控制精度不高 ,因?yàn)閿U(kuò)散是個(gè)緩慢的過(guò)程 。而且真正需要控制的要是 高碳勢(shì)滲入階段和擴(kuò)散段的時(shí)間 ,而升溫階段的時(shí)間和淬火前的預(yù)冷階段的影響是有限的 。 3) 工藝參數(shù)的綜合選擇 : 滲碳時(shí)間的縮短 ,對(duì)于整個(gè)過(guò)程中的溫度、滲劑的滴 入量的綜合調(diào)節(jié) .滲碳的四個(gè)階段 :① 升溫階段 ,是工件達(dá)到滲碳溫度前的一段時(shí)間 ,用較低的碳勢(shì) 。② 高速滲碳階段 ,在正常溫度或更高溫度下 ,用于所需碳含量的碳勢(shì) ,時(shí)間較長(zhǎng) 。③ 擴(kuò)散階段 ,工作降到 (或維持在 )正常滲碳溫度 ,碳勢(shì)降到所需表面碳含量 ,時(shí)間較短 。④ 預(yù)冷階段 ,使溫度降到淬火溫度 ,便于直接淬火 .這種分階段安排可使整個(gè) 3 滲碳時(shí)間比一個(gè)階段 (或不分階段 )的滲碳縮短 20～ 60%,還可以使碳濃度在近表面處變化平緩 ,從而得到理想的滲層 . 氣體滲碳 具體 操作 ： 氣體滲碳操作時(shí) ,首先要將爐溫升高到 920～ 940℃, 并使?fàn)t溫均勻 .然后再裝入已經(jīng)準(zhǔn)備好了的工作 ,隨即滴入滲碳劑 .滴入滲碳劑時(shí) ,應(yīng)該由少到多 ,一般地剛?cè)霠t時(shí) ,每分鐘滴入 30～ 40滴 ,隨著爐溫的升高和加熱時(shí)間延長(zhǎng) ,滴入數(shù)也應(yīng)逐漸增加 ,當(dāng)爐溫升到滲碳溫度 (920～ 940℃) 時(shí) ,每分鐘的滴入量可增加至 70～ 80滴 ,在保溫過(guò)程當(dāng)中 ,滴入量不能有太大的波動(dòng) .工件滲碳以后 ,一般采用直接淬火 .如果不能直接淬火 ,出爐以后應(yīng)連夾具放入冷卻坑中冷卻 .冷卻坑是一個(gè)有蓋鐵桶 ,其中放入一些木炭 ,或傾入一些煤油 ,如果能通入保護(hù)氣體更好 .這樣 ,工件冷卻時(shí)就不致造成脫炭和氧化 ,當(dāng)工件冷卻到 200 ℃ 以下時(shí) ,即可取出在空氣中冷 ② 卻 .有時(shí) ,為了加快冷卻速度 ,可在冷卻坑外通以循環(huán)冷卻水 . 滲碳過(guò)程中應(yīng)注意的重要事項(xiàng)： ①：滲劑選擇： 氣體滲碳中采用煤油和苯或煤油和苯及酒精的混合物，煤油和酒精的混合使用能提高滲碳速度；采用 70%的煤油與 30%的酒精 滲劑，保溫 4— 6 小時(shí)，滲層會(huì)達(dá)到 ～ 。 ②：滲碳過(guò)程中分析滲碳爐中的碳勢(shì)和氣氛： 經(jīng)常檢查爐內(nèi)滲碳過(guò)程進(jìn)行狀態(tài)是否良好，應(yīng)經(jīng)常對(duì)排出的廢氣進(jìn)行分析。在滲碳過(guò)中可以把廢氣點(diǎn)燃，根據(jù)火焰顏色、長(zhǎng)度和形狀判斷爐內(nèi)的工作情況。在正常情 況下，火焰應(yīng)是穩(wěn)定的，有一定長(zhǎng)度（約 100～ 120 mm）呈淺黃色， 沒(méi)有煙灰和火星。 ③ ： 確定 滲碳保溫時(shí)間： 在滲碳時(shí)，當(dāng)工件在預(yù)計(jì)出爐半小時(shí)或一小時(shí)應(yīng)拿出試棒淬火打斷，（滲碳時(shí)試樣為相同材料 Φ 10 左右為好 ） 滲碳后淬火，打斷看滲碳層的深度，從而確定 出爐時(shí)間；如圖所示，試樣打斷后的顏色，滲層與中心有明顯的區(qū)別，一般地滲層稍帶白色，組織細(xì)密，而中心部位顏色稍暗，并比較粗糙?？捎蔑@微尺測(cè)出滲層深度。（圖 100倍帶測(cè)微鏡的顯微鏡測(cè)量滲碳層示意圖）。 參考《熱處理問(wèn)答》機(jī)械工業(yè)出版社 1974 年出版。 4 溫度930 ℃滲碳水淬160180 ℃ 回火時(shí) 間滲 碳層的組織分析和滲碳層深度計(jì)算 ： ① 滲碳層未經(jīng)淬火與回火的組織特點(diǎn)。 工件滲碳后未經(jīng)淬火的滲碳層，在正常情況下分為三層：最表面的是過(guò)共析層，含碳量在 %左右最好，過(guò)共析層組織應(yīng)為珠光體和均勻分布的粒狀碳化物；在過(guò)共析層的下面為共析層，是珠光體組織；再下面是過(guò)渡層 ，組織為珠光體和鐵素體，愈靠近中心，鐵素體愈多 。 通常滲碳層深度是按滲碳層表面到過(guò)渡層的 1/2進(jìn)行計(jì)算的（如圖所示） ② 淬火及低溫回火后的組織特點(diǎn)。 滲碳工件經(jīng)淬火和低溫回火后，滲碳層的組織應(yīng)為細(xì)針狀馬氏體或無(wú)組織的馬氏體，同時(shí)均布著粒狀碳化物，允許有少量的殘余奧氏體存在。中心部位 有不 同的材料有不同的組織。低 碳鋼及 低合金鋼的滲碳層，淬火后硬度應(yīng)在 HRC58 ～ 62。而高合金鋼滲碳層淬火后的硬度可在 HRC56～ 60 之間，這是因?yàn)?殘余奧氏體
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