專利名稱：一種蓋板軟氮化在氣體氮化爐的三段數(shù)值動(dòng)態(tài)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蓋板軟氮化在氣體氮化爐的三段數(shù)值動(dòng)態(tài)控制方法。
背景技術(shù)：
在機(jī)油泵的生產(chǎn)加工工藝中，機(jī)油泵的蓋板需要軟氮化，以增強(qiáng)其耐磨性與抗咬合能力，軟氮化材質(zhì)為35鋼鋼板(所述的35鋼為含碳量為O. 35%的鋼材)，軟氮化要求硬度彡450HV0. 2,白亮層深度彡O. 07mm,擴(kuò)散層深度O. I O. 3 mm,蓋板厚度4mm ;此蓋板原來采用的現(xiàn)有技術(shù)在氣體氮化爐幾-75進(jìn)行軟氮化，爐膛尺寸準(zhǔn)# llOOmmXIOOOmm，每爐裝4層，每層裝6組，每組30件，原來采用的軟氮化工藝為軟氮化溫度570±10°C，甲醇滴量160 180 /min，爐壓13 16CM水柱，氨流量采用一段式控制，流量1500-2000/(L. IT1)，軟氮化工藝時(shí)間230-240min ;排氣期時(shí)間為15 — 20分鐘，排氣期氨流量300 /(L. h—1)，排氣期甲醇滴量50 — 60滴/min ;試驗(yàn)裝爐量320件，硬度按3%抽樣檢，深度按1%抽樣 檢軟氮化工藝見圖4 ;此工藝大多使用井式氣體氮化爐無氫探頭對(duì)爐內(nèi)氮?jiǎng)葸M(jìn)行自動(dòng)控制；使用此工藝存在有2個(gè)問題，(I)是整個(gè)過程不能對(duì)氮?jiǎng)葸M(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，產(chǎn)品批次合格率按2007年度計(jì)算只有70%左右，不合格的原因?yàn)橛捕绕?，軟氮化硬度偏低的原因有以下幾方面氮化溫度偏低或偏高、氮?jiǎng)萜?氨分解率偏高)或偏低(氨分解率偏低)、軟氮化時(shí)間偏短或偏長、爐壓不合理或漏氣、爐子久用未退氮；針對(duì)上述因素作對(duì)比分析，對(duì)爐溫儀表進(jìn)行定期檢定與校核，并未超差；氮化爐罐與工裝定期進(jìn)行退氮；分別進(jìn)行調(diào)整軟氮化時(shí)間、氨流量與氨分解率關(guān)系及軟氮化溫度與氨分解率關(guān)系對(duì)比工藝試驗(yàn)，結(jié)果如圖5、6所示；可看出，其它條件不變氨流量增加，氨分解率下降；軟氮化溫度升高，氨分解率提高；

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種蓋板軟氮化在氣體氮化爐的三段數(shù)值動(dòng)態(tài)控制方法。本發(fā)明時(shí)采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的一種蓋板軟氮化在氣體氮化爐的三段數(shù)值動(dòng)態(tài)控制方法，它的軟氮化控制工藝為軟氮化溫度570±10°C，甲醇滴量160 180/min，爐壓13 16CM水柱，并分A、B、C三個(gè)時(shí)間段來分段動(dòng)態(tài)控制氨流量；其中A段數(shù)值時(shí)間控制為55 - 60分鐘，氨流量500 - 600/ (L. IT1) ；B段數(shù)值時(shí)間控制為55 — 60分鐘，氨流量1000 — 1500/(L. h-1) ;C段數(shù)值時(shí)間控制為55 — 60分鐘，氨流量1500-2000/(L. h-1)；A、B、C三段的氨分解率為35-50% ;排氣期時(shí)間為15 — 20分鐘；排氣期氨流量300 /(L. h—1)，排氣期不滴甲醇。本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)為分A、B、C三個(gè)時(shí)間段數(shù)值的氨流量來動(dòng)態(tài)控制氨分解率。本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)為A段數(shù)值時(shí)間控制為55 - 60分鐘，氨流量500 — 600/(L. ^1) ；B段數(shù)值時(shí)間控制為55 - 60分鐘，氨流量1000 — 1500/(L. IT1) ;C段數(shù)值時(shí)間控制為55 — 60分鐘，氨流量1500-2000/ (L. h-1)，A、B、C三段的氨分解率為35-50%。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明較好的實(shí)現(xiàn)了其發(fā)明目的，采用(I)改進(jìn)后的工藝在簡易的井式氣體氮化爐上通過對(duì)氨分解率的規(guī)范及對(duì)氨流量的階段式調(diào)整來近似對(duì)軟氮化過程氮?jiǎng)葸M(jìn)行動(dòng)態(tài)控制；(2)通過分階段(A、B)減少氨流量(與原工藝相比)延長蓋板表面達(dá)到飽和氮濃度的時(shí)間，便于C段氨流量變動(dòng)對(duì)氨分解率(在35% 55%內(nèi))的調(diào)節(jié)；(3)縮短軟氮化時(shí)間來排除軟氮化時(shí)間超2. 5h后的高氨分解率對(duì)蓋板硬度的軟化，同時(shí)通過縮短軟氮化時(shí)間來減少電能、氨氣、甲醇的消耗，又滿足蓋板軟氮化的硬度與滲層深度要求；每爐節(jié)約成本達(dá)25%以上，采用本發(fā)明工藝，其蓋板共生產(chǎn)112爐，不合格7爐，蓋板硬度的批次合格率達(dá)93. 75%，比原控制工藝合格率提高了 23. 75%以上。


說明書附圖I是本發(fā)明的軟氮化工藝流程示意圖。說明書附圖2是本發(fā)明的氨流量與氨分解率關(guān)系示意圖。說明書附圖3是本發(fā)明的軟氮化HV示意圖。說明書附圖4是本發(fā)明中背景技術(shù)中所述的原軟氮化工藝流程示意圖。
說明書附圖5是本發(fā)明中背景技術(shù)中所述的原氨流量與氨分解率關(guān)系示意圖。說明書附圖6氮是本發(fā)明背景技術(shù)中所述的原軟氮化HV示意圖。
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖、實(shí)施例對(duì)發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步說明
實(shí)施例I:
由發(fā)明內(nèi)容可知，從上述數(shù)據(jù)可以看出除了軟氮化溫度外，氨分解率是影響產(chǎn)品硬度并在軟氮化過程中要嚴(yán)格控制的一個(gè)參數(shù)；在沒有氫探頭對(duì)爐內(nèi)氮?jiǎng)葸M(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，軟氮化溫度、裝爐量一定的條件下，可通過調(diào)整氨流量來調(diào)整氨分解率；一般情況下它們成反向關(guān)系，從表2、表6中可見，可滿足產(chǎn)品硬度要求的氨分解率為359Γ55%，但到軟氮化后期，只靠加大氨流量，氨分解率無明顯下降；在裝爐量(氮化面積不變)、軟氮化溫度、氨流量一定的情況下，整個(gè)軟氮化過程中氨分解率呈不斷上升趨勢(見表2)，且氨分解率> 65%時(shí)，產(chǎn)品軟氮化的硬度< 450HV ;裝爐量的降低、軟氮化溫度的降低，可增加通過氨流量來調(diào)節(jié)氨分解率的靈敏性；裝爐量大于500件時(shí)，軟氮化時(shí)間超過2.5 h后，只通過調(diào)節(jié)氨流量并不能改變氨分解率；甲醇滴量對(duì)氨分解率的作用與氨的作用類似；通過以上分析對(duì)比試驗(yàn)，本發(fā)明采用了的蓋板軟氮化工藝，本發(fā)明工藝曲線見圖I表格，本發(fā)明的氨流量與氨分解率關(guān)系見圖2表格，本發(fā)明的軟氮化HV見圖3表格。實(shí)施例2
由發(fā)明內(nèi)容可知，采用一種蓋板軟氮化在氣體氮化爐的三段數(shù)值動(dòng)態(tài)控制方法，氮化一爐35鋼蓋板，其軟氮化溫度控制在570±5°C，甲醇滴量160 180 /min，爐壓13 16CM水柱，分A、B、C三個(gè)時(shí)間段的數(shù)值來控制其氨流量;A段數(shù)值時(shí)間控制為55-59分鐘，氨流量550/ (L. ^1) ;B段數(shù)值時(shí)間控制為57-60分鐘，氨流量1200/ (L. IT1) ;C段數(shù)值時(shí)間控制為
55-56分鐘，氨流量1500/(LtT1);排氣期時(shí)間為15— 25分鐘；排氣期氨流量400 /(L.tT1)，排氣期甲醇滴量50 - 60滴/min。實(shí)施例3:
由發(fā)明內(nèi)容可知，采用一種蓋板軟氮化在氣體氮化爐的三段數(shù)值動(dòng)態(tài)控制方法，氮化一爐35鋼蓋板，其軟氮化溫度控制在570±5°C，甲醇滴量160 180 /min，爐壓13 16CM水柱，分A、B、C三個(gè)時(shí)間段的數(shù)值來控制其氨流量;A段數(shù)值時(shí)間控制為56-58分鐘，氨流量550/ (L. ^1) ;B段數(shù)值時(shí)間控制為56-58分鐘，氨流量1200/ (L. IT1) ;C段數(shù)值時(shí)間控制為
56-57分鐘，氨流量1500/(LtT1);排氣期時(shí)間為15— 25分鐘；排氣期氨流量400 /(L.tT1)，排氣期甲醇滴量50 - 60滴/min 。
權(quán)利要求
1.一種蓋板軟氮化在氣體氮化爐的三段數(shù)值動(dòng)態(tài)控制方法，它的軟氮化控制工藝為軟氮化溫度570± 10°C，甲醇滴量160 180 /min,爐壓13 16CM水柱，并分A、B、C三個(gè)時(shí)間段來分段動(dòng)態(tài)控制氨流量；其中A段數(shù)值時(shí)間控制為55 - 60分鐘，氨流量500 - 600/(L. ^1) ；B段數(shù)值時(shí)間控制為55 - 60分鐘，氨流量1000 — 1500/(L. IT1) ;C段數(shù)值時(shí)間控制為55 — 60分鐘，氨流量1500-2000/(L. h-1) ;A、B、C三段的氨分解率為35-50% ;排氣期時(shí)間為15 - 20分鐘；排氣期氨流量300 /(L. IT1)，排氣期不滴甲醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種蓋板軟氮化在氣體氮化爐的三段數(shù)值動(dòng)態(tài)控制方法，其特征是它的優(yōu)選技術(shù)為分A、B、C三個(gè)時(shí)間段數(shù)值的氨流量來動(dòng)態(tài)控制氨分解率。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種蓋板軟氮化在氣體氮化爐的三段數(shù)值動(dòng)態(tài)控制方法，其特征是它的進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)為A段數(shù)值時(shí)間控制為55 - 60分鐘，氨流量500 - 600/(L. ^1) ；B段數(shù)值時(shí)間控制為55 - 60分鐘，氨流量1000 — 1500/(L. IT1) ;C段數(shù)值時(shí)間控制為55 — 60分鐘，氨流量1500-2000/ (L. h-1)，A、B、C三段的氨分解率為35-50%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓋板軟氮化在氣體氮化爐的三段數(shù)值動(dòng)態(tài)控制方法，它的軟氮化控制工藝為軟氮化溫度570±10℃，甲醇滴量160～180/min，爐壓13～16CM水柱，并分A、B、C三個(gè)時(shí)間段來分段動(dòng)態(tài)控制氨流量；該方法采用在簡易的井式氣體氮化爐上通過對(duì)氨分解率的規(guī)范及對(duì)氨流量的階段式調(diào)整來近似對(duì)軟氮化過程氮?jiǎng)葸M(jìn)行動(dòng)態(tài)控制；通過分階段(A、B)減少氨流量延長蓋板表面達(dá)到飽和氮濃度的時(shí)間，便于C段氨流量變動(dòng)對(duì)氨分解率的調(diào)節(jié)；縮短軟氮化時(shí)間來排除軟氮化時(shí)間超2.5h后的高氨分解率對(duì)蓋板硬度的軟化，同時(shí)通過縮短軟氮化時(shí)間來減少電能、氨氣、甲醇的消耗，又滿足蓋板軟氮化的硬度與滲層深度要求。
文檔編號(hào)C23C8/26GK102943232SQ20121053067
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者許仲秋, 劉兵兵 申請(qǐng)人:湖南機(jī)油泵股份有限公司