乙炔低压渗碳的工艺及装备

概述了乙炔低压渗碳的优点，丙烷和乙炔的裂解特性，对乙炔低压渗碳，丙烷低压渗碳和普通丙烷渗碳的效果进行了对比。简要介绍了实施乙炔低压渗碳的单室高压气淬真空炉，双室及多室真空炉。     

超高强度钢300M在真空炉中的高压气体淬火

用真空高压气淬炉对低合金超高强度钢３００Ｍ进行热处理的试验结果表明，不仅其力学性能完全达到了相应技术条件规定的要求，而且还有比真空油淬的变形小，不需清洗等优点。     

高效节能环保渗碳渗氮技术

介绍了四个内容：（1）新型高效、节能、环保渗碳技术,主要包括预抽真空双室多用炉和气氛控制装置,与通常的气体渗碳相比,渗碳速度更快,内氧化、渗碳气体消耗量及 CO2排放量大大减少;（2）控制气氛真空渗碳炉,该炉采用热传导探头和氧探头双探头进行碳势的闭环控制,可实施真空渗碳、气冷、重新加热至850℃淬火的工艺过程,渗层均匀性好,并能有效消除积炭;（3）预抽真空精密控制气氛渗氮炉,该炉采用独特的温度和氮势精确控制系统,可取代QPQ 技术对普通碳钢进行渗氮氧化复合处理,提高其耐磨、耐蚀和疲劳性能;（4）活性屏等离子渗氮技术,其独特之处是,高压直流电源的负极接在真空室内的金属活性屏上,等离子体加热金属屏,由从屏上辐射的热量将工件加热到所需渗氮温度,解决了传统的直流等离子渗氮技术难以克服的工件打弧等问题。     

智能型真空渗碳淬火炉研制及应用

智能型真空渗碳淬火炉具有功能强大的计算机控制系统和专家系统,可以根据工件材料特性和渗层要求等初始参数自动生成真空渗碳工艺,解决了困扰真空渗碳碳黑、焦油污染和渗层均匀性问题,提高了生产稳定性和质量一致性,实现真空渗碳淬火的智能化自动生产,提高了渗碳质量,已成功用于航空工业中高合金钢和不锈钢的渗碳。     

真空热处理技术的新近进展及其发展趋势

近年来,国内外真空热处理设备和技术在迅速发展。国内研发了WZDGQ30型单室高压气淬真空炉、WZGQ型对流加热高压气淬真空炉和WZLQH型铝钎焊真空炉;国外研发了燃气真空炉,半连续和连续式真空炉,流态化真空炉,多用途真空炉,高温超高压真空炉,真空烧结炉和真空炉生产线等。本文简单介绍了上述设备,并提出了真空热处理技术的发展趋势。     

汽车工业中的真空渗碳和高压气淬技术

由于用于汽车工业动力系零件的传统气体渗碳炉和淬火油槽已经过时,迫切需要引入新的装备和技术。当前对既能提高零件的力学性能和生产率又能对环境的影响减少到最小的需求使得真空渗碳/高压气淬成为极具吸引力的替代技术。然而,真空渗碳的过渗碳和炭黑,以及高压气淬的低冷却能力和高运行成本等构成了它推广应用的障碍。本文介绍了通过试验和数值模拟来解决这些问题所作的尝试。     

真空低压渗碳热处理在重载齿轮上的应用

研究了20CrMnTiH钢同步器齿毂经真空低压渗碳热处理后组织和性能的变化,并与气氛渗碳热处理工艺进行对比。结果表明,真空渗碳热处理后齿面位置处几乎无晶间氧化和非马氏体组织,在晶间氧化的控制上较大幅度优于气氛渗碳热处理工艺;高压气淬在齿毂类零件的热处理畸变控制方面优于油液淬火。     

扩散时间对20MnCrS5齿轮钢真空渗碳的影响

采用真空低压渗碳高压气淬工艺对20MnCrS5齿轮钢进行表面真空渗碳处理,分析扩散时间对硬度梯度、渗层深度、显微组织以及碳含量分布的影响,并优化真空渗碳工艺。结果表明,随着扩散时间的延长,C原子由表层向基体发生扩散,当扩散时间超过100 min后,C原子的扩散速度减缓;当C含量超过1.0%后,淬火后容易形成尺寸较大的残留奥氏体,随着C含量的降低,显微组织由孪晶马氏体向位错马氏体转变,硬度下降;在本试验条件下,20MnCrS5钢合适的真空低压渗碳高压气淬工艺为930 ℃强渗42 min,扩散140 min,0.6 MPa高压气淬至室温,并在160 ℃低温回火2 h。经该工艺处理后,组织中碳化物等级为1级,残留奥氏体等级为2级,马氏体等级为3级,表层无内氧化,渗碳层厚度约为0.91 mm,符合技术要求。     

真空淬火炉爆炸事故分析

对真空热处理炉爆炸导致重大伤亡事故和设备、厂房严重损毁开展事故调查、现场勘查和对事故设备进行失效分析。结果表明,真空炉爆炸后因高温Mo板瞬间与空气中的氧气接触迅速发生高温氧化反应,在炉膛内产生大量白色晶体MoO;真空炉爆炸过程是炉门滑开导致炉门锁紧法兰块只有少部分连接承受淬火充N2时产生的炉内高压,以致锁紧法兰块发生塑性变形,使炉门滑转爆开。原因是维修时错误地将炉门开关安全保护装置拆除所致。     

工件气体淬火过程数值模拟

用计算流体力学(CFD)的方法对工件气体淬火过程进行了数值模拟,在FLUENT平台上建立了真空高压气淬炉的三维非稳态模型,模拟了炉膛内流场和工件温度场的分布,模拟了圆柱形单工件淬火过程气体类型、气体压力和速度对冷却速度的影响,并模拟了多工件淬火冷却过程,预测了炉内不同位置处工件的冷却曲线。将模拟结果与实验结果相比较,两者基本吻合,为气体淬火工艺的优化提供了理论依据。     

工业机器人精密减速器输入轴的真空低压渗碳高压气淬工艺

针对轴齿类零件高温渗碳淬火热处理畸变问题,研究了工业机器人减速器精密轴齿类零件真空低压渗碳和高压气淬工艺。结果表明,在升温阶段采用阶梯式升温保温方式,强渗阶段以乙炔-氮气交替脉冲进行强渗和扩散,淬火冷却阶段精确控制氮气压力1.8 MPa(18 bar)并使之稳定,可使轴齿类零件的总畸变量控制在0.005~0.015 mm。实际生产结果表明,轴齿类零件采用真空低压渗碳和高压气淬技术,渗碳层中的马氏体为1级,残留奥氏体和碳化物为1~2级,心部组织为1~2级。批量生产的减速器精密轴齿表面硬度、心部硬度和有效硬化层深度均值分别为59.7 HRC、38.6 HRC和0.681 mm,全部满足技术要求。     

真空渗碳技术国内外概况及发展

重点介绍了国际上真空渗碳的最新进展，如乙炔渗碳，碳化氢气体和含氧气体混合使用的真空渗碳，气氛反馈控制法的原理及工艺，对热壁、冷壁式真空渗碳设备进行了对比分析。期望这些介绍对推动国产真空渗碳技术及新设备的研发能有所帮助。     

航空发动机16Ni3CrMoE钢制输出轴的热处理畸变控制

通过对航空发动机16Ni3CrMoE钢制输出轴渗碳淬火后出现轴向长度缩短、内花键畸变的原因进行分析与研究。结果表明,热处理畸变主要影响因素是零件在渗碳、淬火工序中产生的热应力和组织应力的综合作用,渗碳零件表面和心部的成分存在差异,使热处理过程中的应力分布变得更不均匀和复杂。通过改变渗碳装炉方式、降低渗碳冷却速度、静油等温淬火、渗碳前增加稳定化处理等工艺方法,将零件的热处理畸变控制在工艺要求范围内。     

渗碳工艺对20CrMo钢盲孔渗层深度的影响

为解决盲孔渗碳的难题,分析比较了常规气体渗碳及真空低压渗碳工艺对20CrMo钢盲孔的渗碳能力。结果表明,采用真空低压渗碳工艺对盲孔内部的渗碳能力远高于常规气体渗碳工艺;且盲孔尺寸越小,真空度越高,渗碳能力就越好。常规气体渗碳及真空低压渗碳的气体状态不同,是引起两种工艺对盲孔内部渗碳能力不同的主要原因。     

同步器齿套的热处理新方法

本文通过对轿车齿套的试验证明，采用低压真空渗碳 高压气淬的热处理方法，可得到较小的变形，且具有环保、节能、无表面内氧化、生产率高等优点。     

可实现气氛控制的真空渗碳渗氮炉

一种可实现气氛控制的真空渗碳或渗氮炉,采用热传导探头和氧探头双探头控制法进行气氛碳势或氮势的闭环控制。当工件形状与装炉量发生变化时,能自动调节原料气的供给量,从而提高了渗碳的均匀性,并有效消除积炭,工艺稳定性和再现性好。这种炉子可广泛用于高温渗碳、低温渗碳、高浓度渗碳、碳氮共渗、氮碳共渗、渗氮等表面改性处理。     

航空轴承钢M50NiL真空低压渗碳热处理工艺研究

为探究渗碳全流程工艺对航空轴承用钢M50NiL渗层组织性能的影响规律,对M50NiL钢开展了真空低压渗碳热处理研究,分析了渗碳、淬火、冷处理和回火等工艺对渗层的组织演变及其对应硬度梯度分布的影响。结果表明,经渗碳淬火后,实验钢有效渗层深度为1.25 mm,随着碳浓度的降低,从渗层表面到芯部碳化物的体积分数和析出尺寸逐渐减小,显微硬度呈现逐渐下降趋势。冷处理工艺促使部分残余奥氏体组织转变为马氏体组织,进一步提高渗层整体硬度。经回火处理后,表面硬度有所降低。实验钢表面碳化物主要为Cr、V、Mo、Ni的碳化物。     

WZDQ30C型真空加压气淬炉的研制及应用

简要介绍了ＷＺＤＱ３０Ｃ型真空加压气淬炉的结构及其特点，总结了在调诗过程中的一些体会，对典型软磁材料进行了真空热处理并测定了热处理后的磁性能。     

一种快速深层渗碳技术

介绍了低压真空渗碳工艺和设备在深层渗碳条件下的应用，指出低压真空渗碳作为一种快速的深层渗碳技术，可显著缩短工艺时间，降低生产成本，提高生产率。     

高压气淬均匀性研究

高压气淬具有纯对流传热、易于控制、工件淬火后无需清洗和对环境影响小等优点。然而,典型的气淬设备显示出淬火料盘与工件之间的气流不均匀,导致工件的最终性能产生差异。业已发现,料盘的逆向气流布置是决定局部气流状态和热量传递的关键因素。尽管气流的主要部分在料盘与炉壁之间流动,对淬火过程不起作用,但是由料盘引起的流动阻力所产生的压降决定了淬火冷却强度。采用一种能较快收敛的多尺度模型对工业用高压气淬炉的内部流场进行了模拟,并通过速度测量和气流可视化技术对试验用淬火炉的内部气流进行了试验研究。最后,对圆柱体工件的双室真空炉淬火进行了模拟结果的验证,揭示了不同的逆向流速分布对淬火结果的影响。报道了多尺度模拟方法和流动过程的研究结果,并概述了对气淬工艺优化的指导性建议。