演講人：日期：滲碳工藝流程講解目錄CONTENTS滲碳工藝簡介真空滲碳工藝原理真空滲碳設備介紹真空滲碳工藝流程詳解真空滲碳工藝參數優化真空滲碳工藝的應用實例01滲碳工藝簡介滲碳是對金屬表面處理的一種，采用滲碳的多為低碳鋼或低合金鋼，將工件置入具有活性滲碳介質中，加熱到900--950攝氏度的單相奧氏體區，保溫足夠時間后，使滲碳介質中分解出的活性碳原子滲入鋼件表層，從而獲得表層高碳，心部仍保持原有成分。滲碳定義提高零件表面的硬度和耐磨性，同時保持心部的韌性和強度，從而提高零件的整體性能和使用壽命。滲碳目的滲碳的定義與目的現代化滲碳工藝隨著科技的不斷發展，現代化滲碳工藝采用了真空滲碳、氣體滲碳等先進技術，實現了滲碳過程的精確控制和高效生產。早期滲碳工藝早期的滲碳工藝主要采用固體滲碳介質，如木炭、焦炭等，滲碳速度慢且不易控制。高濃度滲碳法20世紀60年代，O.E.Cullen提出了高濃度滲碳法，使滲碳層表面的碳含量提高到2.5%~3.0%，甚至達到4%，獲得彌散、粒狀、分布均勻的碳化物滲碳層，提高了零件的耐磨性、承載能力和使用壽命。滲碳工藝的發展歷程真空滲碳與傳統滲碳的對比滲碳速度真空滲碳的滲碳速度更快，可大大縮短滲碳周期。滲碳質量真空滲碳可獲得更加均勻、致密的滲碳層，提高零件的整體性能。能源消耗真空滲碳相比傳統滲碳工藝，能源消耗更低，更加環保。設備要求真空滲碳需要更加先進的設備和技術支持，成本較高。02真空滲碳工藝原理在低壓（一般壓力為0-30mbar）真空狀態下進行滲碳。滲碳壓力在高溫狀態下進行滲碳，通常滲碳溫度范圍為850-1100℃。滲碳溫度采用高純乙炔作為滲碳介質，通過脈沖方式通入滲碳爐內。滲碳介質真空滲碳的基本原理010203真空滲碳過程中的化學與物理變化高純乙炔在高溫下分解，產生碳原子并吸附在工件表面，隨后通過擴散作用滲透到工件內部。化學變化滲碳過程中，工件表面會產生一些物理變化，如表面硬度增加、耐磨性提高等。物理變化滲碳時間和溫度的控制，可以使碳原子在工件表面形成一定深度的滲碳層，從而提高工件的表面硬度和耐磨性。滲碳層形成真空滲碳具有滲碳速度快、滲碳層均勻、滲碳后工件變形小等優點，特別適用于精密零件的滲碳處理。優勢真空滲碳設備投資較大，操作和維護成本較高；滲碳層深度受限制，對于一些需要深層滲碳的工件不適用；同時，滲碳后的工件需要進行后續的熱處理才能獲得理想的性能。局限性真空滲碳的優勢與局限性03真空滲碳設備介紹真空系統由真空泵、閥門和管道等組成，主要用于抽取爐內氣體，使爐內達到所需的真空度。爐體結構真空滲碳爐由爐殼、加熱室、真空系統和滲碳室等部分組成，爐殼采用雙層水冷結構，加熱室采用電阻加熱，滲碳室設有進氣口和排氣口。加熱與控制系統加熱元件采用電阻絲或電阻帶，通過智能溫控系統進行溫度控制，確保滲碳溫度的精確性和穩定性。真空滲碳爐的結構與功能滲碳溫度較低，適用于小型工件的滲碳處理，具有滲碳速度快、滲層均勻、變形小等特點。低溫真空滲碳爐滲碳溫度較高，適用于大型工件的滲碳處理，具有滲碳層深、滲層硬度高等特點。高溫真空滲碳爐通過周期性地改變爐內真空度，使滲碳過程更加均勻，適用于復雜工件的滲碳處理。脈沖真空滲碳爐真空滲碳爐的類型與特點操作前的準備滲碳過程操作檢查設備各部分是否完好無損，清理爐內雜物，確保真空泵和加熱系統正常運行。將工件裝入滲碳室內，關閉爐門，啟動真空泵抽取爐內氣體至所需真空度，然后加熱至滲碳溫度并保持一定時間。真空滲碳爐的操作與維護滲碳后處理關閉加熱電源，待工件冷卻至室溫后取出，并進行清洗和防銹處理。設備維護定期清理爐內積碳和雜物，檢查加熱元件和真空系統的工作狀態，確保設備正常運行。04真空滲碳工藝流程詳解前期準備工作工件準備對待滲碳工件進行表面清潔、去除油污和銹跡等處理，確保表面無雜質。檢查真空滲碳爐的密封性能、加熱系統、真空系統和滲碳介質等是否正常。設備檢查選擇合適的滲碳介質，如活性滲碳氣體或滲碳膏等。滲碳介質準備裝爐將準備好的工件裝入滲碳爐內，確保工件之間留有適當的間隙。密封關閉滲碳爐門，確保爐內密封良好，防止外界空氣進入。裝爐與密封操作抽真空啟動真空泵，將滲碳爐內的空氣抽出，達到一定的真空度。充氣充入滲碳介質，使爐內保持一定的滲碳氣氛。抽真空與充氣過程將滲碳爐加熱至900--950攝氏度的單相奧氏體區，使滲碳介質分解出活性碳原子。加熱在滲碳溫度下保溫足夠的時間，使活性碳原子充分滲入工件表層。保溫滲碳介質中的活性碳原子滲入工件表層，形成高碳層。滲碳加熱、保溫與滲碳階段010203將滲碳后的工件進行冷卻處理，通常采用油淬或空冷等方式。冷卻冷卻后將工件從滲碳爐中取出，去除表面附著的滲碳介質。出爐對滲碳后的工件進行淬火、回火等處理，以提高工件的性能和使用壽命。后處理冷卻、出爐與后處理05真空滲碳工藝參數優化溫度對滲碳效果的影響溫度均勻性保證滲碳溫度均勻，避免出現局部過熱或滲碳不均現象。過高溫度導致異常組織溫度過高會導致滲碳層中出現網狀、針狀等異常組織，降低工件性能。溫度升高促進滲碳在一定范圍內，溫度升高可以加速滲碳過程，使滲碳層深度增加。壓力增加促進滲碳在一定范圍內，提高滲碳介質的壓力可以增加活性碳原子的濃度，從而加快滲碳速度。壓力對滲碳速度的影響壓力過高導致滲碳層質量下降壓力過高會使滲碳層出現氣孔、裂紋等缺陷，降低滲碳層質量。壓力穩定性保持滲碳過程中壓力的穩定性，以確保滲碳層質量的穩定。滲碳時間越長，滲碳層深度越深，但滲碳速度逐漸減小。滲碳時間的影響根據工件的材料、尺寸和滲碳要求，確定合適的滲碳時間。滲碳時間的確定嚴格控制滲碳時間，避免過長或過短導致滲碳層深度不符合要求。滲碳時間的控制滲碳時間與滲層深度的關系滲碳介質的選擇選擇適當的滲碳介質，保證滲碳過程中活性碳原子的濃度和穩定性。氣氛純度的要求滲碳氣氛中雜質含量應盡可能低，以避免對滲碳層質量產生不良影響。氣氛流量的控制合理控制滲碳氣氛的流量，以保證滲碳過程的順利進行和滲碳層質量的穩定。氣氛控制對滲碳質量的影響06真空滲碳工藝的應用實例提高齒輪表面的硬度和耐磨性，同時保持心部的韌性和塑性。滲碳齒輪滲碳軸類零件滲碳軸承提高軸的扭轉強度和疲勞壽命，滿足汽車傳動系統的高要求。增強軸承的承載能力和耐久性，適應高轉速和重載的工況。在汽車制造業中的應用滲碳葉片增強齒輪箱的承載能力和耐久性，提高齒輪傳動的可靠性和精度。滲碳齒輪箱滲碳緊固件提高緊固件的強度和韌性，滿足航空航天設備對連接部件的高要求。提高葉片的耐磨性和耐腐蝕性，延長葉片的使用壽命。在航空航天領域的應用提高模具的硬度和耐磨性，延長模具的使用壽命。滲碳模具鋼增強塑料模具的表面硬度和抗腐蝕性能，提高模具的成型精度和表面質量。滲碳塑料模具提高壓鑄模具的耐熱性和耐磨性，適應高溫高壓的壓鑄工藝。