常用的滲碳方法 |
時間: 2013-01-04 |
常用的滲碳方法有氣體滲碳、固體滲碳、液體滲碳
1.液體滲碳既鹽浴滲碳優(yōu)點是設(shè)備簡單,滲碳速度快,滲碳層均勻,操作方便,特別適用于中小型零件及有不通孔零件。但是鹽浴中劇毒的氰化物對環(huán)境和操作者存在危害。
2.氣體滲碳,由于適合大量生產(chǎn)化,作業(yè)可以簡化,品質(zhì)管制容易算特點,目前最普遍被采用。此法有變成氣體(或稱發(fā)生氣體)及滴注式之兩種。
變成氣體方式之方法是將碳化氣體(C4H10,C3H8,CH4等)和空氣相混合后送入變成爐(Gasgenerator)在爐內(nèi)1000~1100℃之高溫下使碳化氫和空氣反應(yīng)而生成所謂變成氣體(ConvertedGas),由變成爐所生成的氣體有各種稱呼,這里方便上叫做變成氣體。變成氣體以CO、H2、N2為主成份,內(nèi)含微量CO2、H2O、CH4然后將此氣體送進(jìn)無外氣泄入的加熱爐內(nèi)施行滲碳。滲碳時,因所需的滲碳濃度不同,在變成氣體內(nèi)添加適當(dāng)量的C4H10、C3H8、CH4等以便調(diào)滲碳濃度。
氣體滲碳有關(guān)的反應(yīng)如下所示
2CO=〔C〕+CO2…… 1
CO+H2=〔C〕+H2O…… 2
CH4=〔C〕+2H2…… 3
C2H6=〔C〕+CH4+H2…… 4
C3H8=〔C〕+C2H6+H2…… 5
此處析出的碳為活性碳〔C〕,此碳滲入鋼中擴(kuò)散而滲碳。
高級碳化氫以式4、5的反應(yīng)依序分解,成為低級碳化氫,最后成為CH4,進(jìn)行式3的分解式4、5的分解速度比式3快。這些反應(yīng)還會引起下示的副反應(yīng)
H2+CO2=CO+H2O…… 6
CH4+CO2=2CO+2H2…… 7
CH4+H2O=CO+3H2…… 8
以上為氣體滲碳的基本反應(yīng)。
進(jìn)行氣體滲碳時,需要前述的氣體變成爐、處理爐及其它附屬設(shè)備,都屬于氣密式爐體爐內(nèi)有風(fēng)扇使?jié)B碳及溫度均勻化。
在變成爐變成的滲碳性氣體,以對應(yīng)于處理目的的氣體組成或露點的氣體導(dǎo)入處理爐。
此氣體參與鋼的滲碳,會副生CO2,減低滲碳性,為了從鋼材表面除去CO2,有必要以某速度以上使?jié)B碳性氣體流動,調(diào)節(jié)氣體流量,使?fàn)t內(nèi)氣體每1小時置換5~10次。又為了防止?fàn)t外的氧化性氣體混入爐內(nèi)壓力要保持稍高于1氣體。
取出、裝入處理品之際,要實施火陷簾,防止空氣混入,免得爆炸。
滲碳終了后進(jìn)行淬火,不過滲碳溫度當(dāng)作淬火溫度時太高的話,可降低氣體的碳位降低爐溫成為淬火適溫后淬冷。
淬火用油若不適當(dāng),則即使在爐內(nèi)為光輝狀態(tài),淬入油中時也會氧化著色,達(dá)不到光輝處理的目的。淬火油阻害光輝性的因子有油的氧化、殘留碳、硫量等油的性狀或直接與組成有關(guān)者,或微量的水分及空氣混入的活,也會降低光輝度。氣體滲碳后降低溫度至800℃以后直接淬火于水或油中。此時若使用麻淬火之處理則可減少淬火變形,又氣體滲碳后之組織,其表皮含碳濃度與芯部含碳量之間有顯著之差異。所以滲碳后須施以擴(kuò)散退火900~950℃。此后在800℃淬火之,淬火后必須在150~180℃施以低溫回火。
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