【文章內容簡介】 處插入棉繩，因為釬尾供水孔處也要受到礦水的沖刷，它也需要有一定硬度和耐蝕性，供水孔處在 滲碳時 ，滲碳劑難以 達到內部，棉繩起到 引碳的作用，使其也能滿足需要。在以上都準備好后，就可以 把 釬尾 裝入到料筐。為了使釬尾的變形小和滲碳效果達到較好，釬尾應垂直吊掛在料筐中，釬尾與釬尾之間均有一定的間隙。為了使?jié)B碳均勻，一般每爐可裝 60 根 T38 的 、常用 長 度 為 550mm的小釬尾，同時 攜帶兩個試樣塊。因為裝爐量對釬尾變形量有很大影響，裝爐量過多時會產生滲碳、淬火加熱和冷卻的不均勻，導致加熱是釬尾各部分 加熱 溫度不均勻，體積膨脹不一致，使變形加大。同樣，在風冷過程中會使釬尾各部分冷卻不同時性增加，內應力增加，變形量加大 ， 因此裝爐量不益過多， 優(yōu) 選 60 根為好。 待釬尾裝好筐后，等爐內溫度高于 760℃ 時， 即 可以進行裝 爐。因為只有爐溫 在 高于760℃時， 爐溫才能把可燃性氣體、液體通入爐內或清除爐內氣氛，否則會導致爆炸。同時考慮到公司的多用爐的一些設備的自動程序不靈活，在進爐時需要人工操作進行。 在進爐前應先點燃前爐門口處的煤氣噴嘴 內 的煤氣，使在前爐門處形成火簾，其能 把爐內的氣氛 和外部空氣隔絕，防止在開啟爐門時，爐內外的氣氛壓力差過大 ，導致爐內的火源噴出?；鸷?在 形成后，在各個部位的指示 燈亮起的前提下，原位燈亮起才能進爐。 釬尾進爐時爐 內溫度 一般 是設定的最大溫度，但因為釬尾進爐后， 開啟爐門 時帶走了大量的熱和釬尾自身需要加熱，使爐 內 溫 度 下降 ， 所以 需要再 升溫。升溫的時間是 根據裝 爐量 的多少 來決定的，釬尾多時，需要的升溫時間較長；反之，則 升溫的時間 較短 。若釬尾量為 60 根時，一般的升溫時間 一個小時左右 ，才到達指定的溫度 925℃。 這個滲碳溫度比一般的滲碳的溫度（ 820℃左右）高 ， 其原因是：提高滲碳溫度，可以顯著地提高擴散系數。當滲碳溫度從 920℃升高到 1000℃是擴散系數就可以提高 倍以上，所以提高滲碳溫度就能提高滲速，縮短滲碳時間；此外，由于 溫度越高，碳原子從表面向內部的擴散遷移速度也越高，因而 從表及里碳濃度梯度就必定趨于平緩。隨著滲碳溫度的提高， Fe原子自 擴散加劇，使鋼件表面脫位原子和空穴數增多，更有利于表面吸收 和溶解碳原子。同時，溫度升高也增加奧氏體對碳的溶解度，此外，提高滲碳溫度還能降低合金碳化物的穩(wěn)定性，使碳化物溶解到奧氏體中，碳原子從碳化物中解脫出來成為自由狀態(tài) ，有利于擴散增加 奧氏體的溶 解 碳 原子 能力。由此可見，提高滲碳溫度，不僅能提高滲碳速度、增加滲層深度、減緩濃度梯度的變化，而且也能提高 滲層的碳濃度。因為滲碳溫度升高后，表面吸收碳 原子的能力增強，加快了碳原子的擴散。具體如圖 2 所示9 綜上所述，滲碳溫度的提高 ，雖然可以加快滲碳速度、縮短生產 周期，但過高的溫度會 引起奧氏體鋼的晶粒粗大，增加零件變形，降低設備及夾具的壽命，同時滲碳后如果直接淬火，滲層中殘余奧氏體較多。在實際生產中 ，綜合考慮以上因素，一般選用的滲碳溫度為 900～ 950℃之間。 此外，又因為鋼在 900～ 950℃下長期保持滲碳后，其奧氏體晶粒度在 6 級以上，有利于零件滲碳后采用直接淬火，因為細晶粒奧氏體淬火后才能獲得高強韌性的細晶粒馬氏體組織。 若滲碳后 ， 鋼的奧氏體晶粒粗大，零件滲 碳后必須重新加熱，借助 相變細化鋼的晶粒后才能進行淬火，這不僅增加能源的消耗，延長了生產周期，而且也降低滲碳淬火零件的某些質量，例如增加釬尾表面的氧化、脫碳、硬度的不均勻性和變形等。 當溫度到達設定值 925℃后， 即可 向爐內通入丙酮，設定爐內的滲碳碳勢，并調節(jié)爐內的氣氛，開始進入滲碳保溫階段。丙酮是作為滲碳劑 ，我們所用的滲碳介質是丙酮、 甲醇 和氮氣 ，甲醇高溫分解后相當于稀釋氣體做載體，丙酮高溫分解后，作為滲碳 劑 ，此外，在實際生產中，有時要通過調節(jié)氮氣的流量來稀釋爐內氣體濃度。當打開丙酮后，由于滲碳溫度為 925℃， 會有一部分丙酮不能充分分解，在釬尾表面形成碳黑，影響碳勢控制，10 所以在最初時間爐內的碳勢會 較高。 滲碳時氣氛的碳勢反映爐氣的滲碳能力，碳勢高表示它在單位時間內放出的活性碳原子的數量多，正常情況下，滲碳釬尾表面吸收的碳原子就多，滲層含碳量也就很高；同時，濃度梯度大，可以提高滲碳速度。但是過高的碳勢會在滲碳層形成網狀碳化物，使 滲碳層的脆性增大，這樣是不允許的。為了使碳勢對滲碳過程產生有利的綜合效果，我們進行分段控制爐氣的碳勢來對釬尾進行滲碳，即 把滲碳時間分為兩個階段，第一階段盡可能地提高碳勢，因為這時釬尾的 吸 收 碳 原子 的能力很強，不易產生碳黑，碳勢高可使 滲 碳層表面的濃度梯度大，有利于進行擴散，并提高滲碳速度，此階段稱作強滲期；第二階段 選擇較低的碳勢，使 碳原子由滲層表面向內擴散，以降低滲層表面的含碳的質量分數，并增加滲層的深度，此階段稱為擴散期。 第一階段：強滲期 溫度為 925℃，保溫時間為 3 小時，滲碳的碳勢設定為 碳的質量分數為 ％，實際的碳勢需要在 碳的質量分數在 ～ ％之間，由于公司的多用爐的性能有些差，甲醇和丙酮的實際流量的調節(jié)波動有些大，我們在實際生產中把碳勢的設定值提高為 ％。強滲的目的 是為了在滲碳層建立高的濃度梯度，提高碳原子在滲碳過程中的擴散速度即滲碳速度，所以采用高碳勢的爐氣，通?？刂频臓t內的碳勢是碳的質量分數為 ％左右。 保溫時間為 3 小時，是因為釬尾的材料 En40B 的合金鋼中含有合金元素釩、鉬等強碳化物形成元素，這些元素能形成難以溶解的合金碳化物，有效地阻止了奧氏體晶粒合并長大 ，從而有可能提高滲碳溫度，加快滲入速度，縮短滲碳時間。同時，它也能使碳濃度梯度趨于平穩(wěn)。滲碳保溫時間主要取決于釬尾的滲碳要求獲得的滲層厚度，我們所需的釬尾的滲碳層厚度要為 ～ 之間。在滲碳劑滲 碳能力一定的條件下，滲碳層厚度是溫度和時間的函數，在相同的滲碳溫度下，滲層厚度隨時間的延長而增加，滲碳層的厚度與時間呈拋物線關系，如圖 3 所示，強滲期 的 速度較快。11 在設定爐內碳勢后，為了更準確得了解爐內的實際碳勢的值，要測量控制爐內的碳勢，目的是為了保證滲碳層達到技術要求的碳濃度，滲碳過程高效和順利地進行。若爐內碳勢過低，則滲碳層含碳量會低于技術要求，并降低滲碳速度。反之，碳勢過高，又會使?jié)B碳層含碳量高于技術要求或在釬尾表面出現碳黑，使?jié)B碳層表面的含碳量和深度不均勻，阻止?jié)B碳過程。 測量控制爐氣碳勢的方法較 多，因為 我們所用的多用爐的設備有一些陳舊，爐子的先進性有點不足等特點，我們主要測量碳勢的方法是氧探頭控制法和利用高頻紅外碳 、 硫分析儀分析含碳量 （鋼箔稱重法） 的方法。氧探頭控制法是借助安裝在可控氣氛多用爐內的氧探頭，直接測量爐氣中微量氧，并借助爐氣調節(jié)控制系統控制向可控氣氛多用爐 內送給富化氣的量，實現對爐氣碳勢的控制。 利用高頻紅外碳 、 硫分析儀的方法，即是利用低碳鋼箔 測量的方法 ，鋼箔的厚度小于 ，長度在 100 mm 左右，把鋼箔 放入爐內進行滲碳，滲碳時間在 25～ 45 分鐘之間， 取出后稱取一定量的鋼箔片， 利用 分析儀分析含碳量。 這種方法是在一定的滲碳氣氛和滲碳溫度下，放入的鋼箔很薄，可以近似把它的滲碳過程看作純界面過程，并認為鋼箔內表面和心部的碳含量一致。 這種方法可以標定和檢測氧探頭控制法的準確。當測量 出的鋼箔的含碳量高于設定值時，我們需要降低甲醇的流量，增大氮氣的流量來降低爐內的氣氛的濃度；反之，則相反。通常在實際生產中，強滲期我們需要做 2～ 3 個鋼箔來進行檢測碳勢，這樣可以使 強滲期順利進行。 12 第二階段：擴散期 在 強滲期保溫 3 小時后，我們要重新設定爐內的碳勢，一般擴散期 En40B 的碳勢設定為碳的質量分數為 ％， 實際的碳勢要求碳的質量分數在 ～％之間， 溫度保持不變，保溫時間為 小時。釬尾經過 3 小時的強滲期的滲