HF120真空离子渗碳(碳氮共渗)设备简介

作者：武汉市等离子体技术研究所

欢迎访问e展厅 展厅 3 热处理设备展厅 退火炉, 渗碳炉, 盐浴炉, 真空炉, 淬火炉, ... 一、设备特点： 1、加热室、过渡室、油淬室为立式结构（也可卧式）。 2、石墨碳棒加热，加热速度快，温度均匀，使用寿命长。 3、脉冲偏压源，提供高稳定的强渗电源。 4、可实现气淬；油淬；真空退火；真空回火等多种工艺过程。 二、工艺特点： 1、渗碳温度可大幅度降低，实现渗碳温度与加热淬火温度一致，避免重复加热，节省能源，减小零件变形量。 2、不使用防渗剂，不渗的地方用铁板遮挡住即可，例：齿轮可先渗碳淬火再拉键槽。 3、对齿轮而言，渗碳优势明显，通过工艺控制可实现在节园部分渗层深齿根部分渗层略浅。 例如：对渗碳层深0.8mm以上。 真空离子渗碳：860℃~880℃保温2.5h+扩散0.5h淬火。 气体渗碳：930℃保温3h+扩散1h冷却，再加热至860℃淬火。 4、耗气量甚微，节能环保。 5、设备功率分别为：30/20；40/15；50/30；65/50；90/30。（电阻加热功率/辉光放电功率）。 6、工艺类型 等离子体渗碳或碳氮共渗的特点之一，是在渗入的初期在工件表面就很容易建立高碳浓度，加上表面碳浓度随处理时间的延长而增加，所以必须采取渗碳加扩散的工艺（尤其对渗层较深的工件）。 7、设备示意图： 8、等离子体渗碳的原理 等离子体渗碳的原理与离子渗氮相似。工件渗碳时所需的活性碳原子或离子，不仅象常规气体渗碳一样利用热分解反应，而且还利用辉光放电时在阴极（工件）位降区中工作气体的电离而获得。以渗碳介质丙烷为例，它在等离子渗碳中的反应过程如下： 辉光放电 C3H8————————Cr+C2H6+H2 900～1000℃ 辉光放电 C3H8————————Cr+CH4+H2 900～1000℃ 辉光放电 C3H8————————Cr+ 2H2 900～1000℃ 式中Cr 活性碳原子和离子 9、等离子渗碳的优点 ⑴渗碳速度快 由于它是在真空中加热，并有高能离子的轰击，致使被处理件表面洁净与活化，再加上渗碳气体由于热分解与电离的双重作用，并在直流脉冲电场的作用下，使得工件表面附近的空间在短时间内就形成高的碳离子浓度区，从而加速了碳向工件的渗入与扩散，大大缩短渗碳时间。例如880℃，1h的离子渗碳就可获得0.6mm深的硬化层，同常规气体渗碳相比，可以缩短约50%的时间。 ⑵渗层容易控制 由于工作气氛气压，放电电流密度、渗碳气体的流量及导入时间以及点燃辉光等都可以按需要预先设定并调节，因而能准确控制渗层。例如，通过调节放电电流密度值，就可以很容易控制表面碳浓度及硬化层深度。 ⑶渗碳均匀性好 工件的狭缝、小孔等部位，用等离子渗碳就可获得均匀渗碳层。例如对Φ1×10mm的小孔也可得到均匀的渗碳层。还有，质量与表面不同的工件，易可同炉处理。同一炉内渗碳结果的波动非常小。 ⑷不产生脱碳层 由于离子渗碳是在无氧的真空条件下进行的，故不产生脱碳层；也不出现黑色组织。因此工件的耐磨性及疲劳强度就较常规渗碳的高。 ⑸炉膛利用率高 真空离子渗碳时，工件之间可以5mm的间隙紧密排放。可见它与常规气体渗碳具有大致相同的高的炉膛利用率。 ⑹热处理变形小 由于真空离子渗碳是在真空下主要靠电阻辐射加热的，所以加热均匀。加上在渗碳过程中辉光均匀地包复着整个工件表面，因而热应力小，变形小，与真空热处理具有同样小的变形量。另外，由于离子渗碳渗速高，要取得同样硬化层就可以在较低的温度下处理，其变形量会进一步减少。 ⑺被处理表面清洁光亮 因为它是在真空中加热，加上离子的轰击清洗作用，使工件表面的氧化物得以除去，而在处理过程中又不会出现表面氧化脱碳层，因此工件渗碳淬火后可以得到洁净的表面。工件热处理后的机加工量也可大大减少。 ⑻渗碳效率高 所谓渗碳效率η，可用下式表证： 扩散到钢中的碳量 η=———————————×% 供碳气中的含碳量 对常规的发生炉气式或滴注式气体渗碳，η＜20%，而真空离子渗碳的η值高达55%。 ⑼不用炉气发生器，设备简化、环境改善 渗碳和淬火等一连串程序能够在同一装置内集中进行，很容易实现连续化与自动生产。由于是内热式真空炉，炉壳有水冷却，故无热量向四周放散，作业环境比常规渗碳法好得多。也无爆炸等事故产生。故可安放在流水线上。 ⑽节能、无公害 由于离子渗碳时的工作压力只是大气压的几百分之一，而且是在需要渗碳时才导入渗碳气体，故气体的消耗量非常少。又由于处理周期的缩短，故可节电。由于排放的气体基本上是氢气，所以是无公害的。而且，其量很微小，故安全也有保障。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/30/2005)