一種真空滲碳熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種真空滲碳熱處理方法，包括下列步驟；滲碳劑的選擇；滲碳溫度的設(shè)定；表面碳濃度的設(shè)定；心部碳濃度的設(shè)定；臨界滲碳層碳濃度的設(shè)定；滲碳層深度的設(shè)定和工件總表面積的設(shè)定：所述滲碳劑選用乙炔氣體；所述滲碳溫度設(shè)定為920-980℃；所述表面碳濃度設(shè)定為0.87-0.95%C；所述心部碳濃度設(shè)定為0.16%-0.18%；所述臨界滲碳層碳濃度大于0.35%C；所述滲碳層深度設(shè)定為0.75～0.95mm；所述工件總表面積設(shè)定為1.6m2-1.62m2。通過將滲碳溫度等范圍設(shè)定在相應(yīng)較小的合適的范圍內(nèi)，使得試驗次數(shù)和設(shè)備的試驗量減少，且試驗確定的較佳值能夠保證零件的質(zhì)量，因而成本較低、質(zhì)量較好。
【專利說明】一種真空滲碳熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種真空滲碳熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]真空滲碳過程是一個脈沖式的工藝過程，即以強滲脈沖階段和擴散階段交替進行的過程。在強滲階段向爐內(nèi)充入滲碳劑，在擴散階段停止通入滲碳劑，并且通過真空泵系統(tǒng)把爐內(nèi)碳原子含量變低的殘余氣體抽出，使?fàn)t內(nèi)達到工作真空度，在下一個脈沖到來時充入新的滲碳劑，以進行均勻地滲碳。現(xiàn)有的真空滲碳熱處理方法，通常包括下列步驟；滲碳劑的選擇，滲碳溫度的設(shè)定，表面碳濃度的設(shè)定，心部碳濃度的設(shè)定，臨界滲碳層碳濃度的設(shè)定，滲碳層深度的設(shè)定和工件總表面積的設(shè)定，各步驟中的設(shè)定值沒有合適地限定在一個范圍內(nèi)或者限定的范圍較大，需要反復(fù)試驗確定比較合適的范圍值及較佳值，因而不僅試驗材料投入多、設(shè)備要反復(fù)試驗使用、導(dǎo)致成本較高，且經(jīng)試驗確定的較佳值也不能完全保證零件的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低、質(zhì)量好的真空滲碳熱處理方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
一種真空滲碳熱處理方法，包括下列步驟；
滲碳劑的選擇；
滲碳溫度的設(shè)定；
表面碳濃度的設(shè)定；
心部碳濃度的設(shè)定；
臨界滲碳層碳濃度的設(shè)定；
滲碳層深度的設(shè)定和工件總表面積的設(shè)定:
所述滲碳劑選用乙炔氣體；
所述滲碳溫度設(shè)定為920-980°C ；
所述表面碳濃度設(shè)定為0.87-0.95%C ；
所述心部碳濃度設(shè)定為0.16%-0.18% ；
所述臨界滲碳層碳濃度大于0.35%C ；
所述滲碳層深度設(shè)定為0.75~0.95mm ；
所述工件總表面積設(shè)定為1.6m2-1.62m2。
[0005]優(yōu)選地，所述滲碳溫度設(shè)定為950°C。
[0006]優(yōu)選地，所述表面碳濃度設(shè)定為0.90%。
[0007]優(yōu)選地，所述心部碳濃度設(shè)定為0.18%。
[0008]優(yōu)選地，所述臨界滲碳層碳濃度為0.45%。
[0009]優(yōu)選地，所述滲碳層深度為0.85mm。[0010]優(yōu)選地,所述工件總表面積設(shè)定為1.61m2。
[0011]優(yōu)選地，對新料框進行真空滲碳熱處理使用前進行2~3次預(yù)滲碳處理。
[0012]優(yōu)選地,所述真空滲碳熱處理方法采用AvaC-Expert低壓真空滲碳摸擬軟件在真空設(shè)備上進行滲碳控制。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包含如下有益效果:
通過將滲碳劑選用乙炔氣體，將滲碳溫度、表面碳濃度、心部碳濃度、臨界滲碳層碳濃度、滲碳層深度和工件總表面積的范圍設(shè)定在相應(yīng)較小的合適的范圍內(nèi)，使得試驗次數(shù)減少、投入的試驗材料較少且設(shè)備的試驗量也相應(yīng)減少，且試驗確定的較佳值能夠保證零件的質(zhì)量，因而成本較低、質(zhì)量較好。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0015]本發(fā)明的真空滲碳熱處理方法，包括下列步驟；滲碳劑的選擇，滲碳溫度的設(shè)定，表面碳濃度的設(shè)定，心部碳濃度的設(shè)定，臨界滲碳層碳濃度的設(shè)定，滲碳層深度的設(shè)定和工件總表面積的設(shè)定:所述滲碳劑選用乙炔氣體；所述滲碳溫度設(shè)定為920-980°C ;所述表面碳濃度設(shè)定為0.87~0.95%C ;所述心部碳濃度設(shè)定為0.16%-0.18% ;所述臨界滲碳層碳濃度大于0.35%C ;所述滲碳層深度設(shè)定為0.75~0.95mm ;所述工件總表面積設(shè)定為
1.6m2-l.62m2。這樣一來，由于本發(fā)明將滲碳溫度、表面碳濃度、心部碳濃度、臨界滲碳層碳濃度、滲碳層深度和工件總表面積的范圍設(shè)定在相應(yīng)較小的合適的范圍內(nèi)，使得可以通過適當(dāng)?shù)脑囼灤螖?shù)、 投入不多的試驗材料，并在設(shè)備上通過不多的試驗次數(shù)，就能夠確定加工零件時各步驟中滲碳溫度等各參數(shù)的設(shè)定范圍，并保證零件的質(zhì)量，因而成本較低、質(zhì)量較好。
[0016]所述滲碳溫度設(shè)定為950°C。實驗證明，這樣的滲碳溫度使工件的變形較小、生產(chǎn)效率較高。
[0017]所述表面碳濃度設(shè)定為0.90% ;實驗證明，這樣的表面碳濃度能夠避免網(wǎng)狀碳化物并利于淬火后表面硬度的提高。
[0018]所述心部碳濃度設(shè)定為0.18%。實驗證明，這樣的心部碳濃度使?jié)B碳深度比較合適。
[0019]所述臨界滲碳層碳濃度設(shè)定為0.45%。實驗證明，這樣的臨界滲碳層碳濃度使?jié)B碳層深度實測值與設(shè)定值比較接近能夠保證零件的質(zhì)量。
[0020]所述滲碳層深度設(shè)定為0.85mm，實驗證明，這樣的滲碳層深度能夠滿足不同材料的0.75~0.95mm工藝層深要求。
[0021]所述工件總表面積設(shè)定為1.61m2，實驗證明，這樣的工件總表面積避免工件和料框產(chǎn)生積碳現(xiàn)象。
[0022]對新料框真空滲碳熱處理使用前進行2-3次預(yù)滲碳處理。實驗證明，這樣能夠保證料框的新舊程度對工件總表面積的計算影響較小。
[0023]所述真空滲碳熱處理方法采用AvaC-Expert低壓真空滲碳摸擬軟件在真空設(shè)備上進行滲碳控制。實驗證明，這使得本發(fā)明的真空滲碳熱處理方法能夠有效實施且質(zhì)量好、成本低。[0024]以下簡要說明本發(fā)明的實驗過程及結(jié)果:
(I)分別選用12CrNi2A、12Cr2Ni4A和18Cr2Ni4WA三種材料的試樣件，每種試樣件的規(guī)格均為Φ 10 X 50mm,每種試樣件均為9個，每次對3個試樣件進行試驗。
[0025](2)對新料框應(yīng)用設(shè)備上配置的AvaC-Expert低壓真空滲碳摸擬軟件進行滲碳，輸入滲碳溫度950°C、表面碳濃度0.87%、心部碳濃度0.16%、滲碳層深度0.90mm、臨界滲碳層碳濃度0.35%、工件總表面積1.6m2、滲碳劑C2H2，摸擬整個滲碳過程，啟動程序運行整個滲碳過程。滲碳過程結(jié)束后將上述程序調(diào)出再運行一次。
[0026](3)對12CrNi2A、12Cr2Ni4A材料的試樣件，應(yīng)用設(shè)備上配置的AvaC-Expert低壓真空滲碳摸擬軟件滲碳，輸入滲碳溫度950°C、表面碳濃度0.87%、心部碳濃度0.16%、滲碳層深度0.90mm、臨界滲碳層碳濃度0.35%、工件總表面積1.62m2、滲碳劑C2H2，摸擬整個滲碳過程，啟動程序運行整個滲碳過程。
[0027](4)對18Cr2Ni4WA材料的試樣件,應(yīng)用設(shè)備上配置的AvaC-Expert低壓真空滲碳摸擬軟件滲碳，輸入滲碳溫度950°C、表面碳濃度0.87%、心部碳濃度0.18%、滲碳層深度
0.90mm、臨界滲碳層碳濃度0.35%、工件總表面積1.61m2、滲碳劑C2H2，摸擬整個滲碳過程，再啟動程序完成整個滲碳過程。
[0028](5)檢查網(wǎng)狀碳化物、滲碳層深度及滲層均勻性，其試驗數(shù)據(jù)見表1。
[0029]表1
【權(quán)利要求】
1.一種真空滲碳熱處理方法，包括下列步驟； 滲碳劑的選擇； 滲碳溫度的設(shè)定； 表面碳濃度的設(shè)定； 心部碳濃度的設(shè)定； 臨界滲碳層碳濃度的設(shè)定； 滲碳層深度的設(shè)定和工件總表面積的設(shè)定； 其特征在于: 所述滲碳劑選用乙炔氣體； 所述滲碳溫度設(shè)定為920-980°C ； 所述表面碳濃度設(shè)定為0.87-0.95%C ； 所述心部碳濃度設(shè)定為0.16%-0.18% ； 所述臨界滲碳層碳濃度大于0.35%C ； 所述滲碳層深度設(shè)定為；0.75~0.95mm ； 所述工件總表面積設(shè)定為1.6m2-1.62m2。`
2.按照權(quán)利要求1的真空滲碳熱處理方法，其特征在于:所述滲碳溫度設(shè)定為950°C。
3.按照權(quán)利要求1的真空滲碳熱處理方法，其特征在于:所述表面碳濃度設(shè)定為0.90%ο
4.按照權(quán)利要求1的真空滲碳熱處理方法，其特征在于:所述心部碳濃度設(shè)定為0.18%。
5.按照權(quán)利要求1的真空滲碳熱處理方法，其特征在于:所述臨界滲碳層碳濃度設(shè)定為 0.45%ο
6.按照權(quán)利要求1的真空滲碳熱處理方法，其特征在于:所述滲碳層深度設(shè)定為0.85mm0
7.按照權(quán)利要求1的真空滲碳熱處理方法，其特征在于:所述工件總表面積設(shè)定為1.61m2。
8.按照權(quán)利要求1的真空滲碳熱處理方法，其特征在于:對新料框進行真空滲碳熱處理使用前進行2至3次預(yù)滲碳處理。
9.按照權(quán)利要求1至8中任一項所述的真空滲碳熱處理方法，其特征在于:所述真空滲碳熱處理方法采用AvaC-Expert低壓真空滲碳摸擬軟件在真空設(shè)備上進行滲碳控制。
【文檔編號】C23C8/20GK103820750SQ201410094225
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】雷麗芳, 邢宗躍 申請人:重慶望江工業(yè)有限公司