绿色低压真空渗碳的热处理方式及优点

绿色低压真空渗碳的热处理方式及优点
传统气氛渗碳目前虽应用普及，但暴露出许多问题：工件内氧化；非马氏体组织难以避免；尾气排放较大；渗碳周期较长；工件易氧化脱碳等。
真空渗碳与传统气氛渗碳方式相比，晶界内无氧化、表面光亮、畸变更小、节能环保以及可对小孔、盲孔 等零件实现均匀渗碳。另外不锈钢、含硅钢等普通气体渗碳效果不好甚至难以渗碳的零件，真空渗碳可获得良好的渗碳层。现采用乙炔（Ｃ２Ｈ２ ）作为渗碳介质，在很大程度上解决了丙烷所导致的碳黑及焦油污染问题，为真空渗碳的发展应用注入了新的活力。
真空渗碳也称低压渗碳，是一种非平衡的强渗 －扩散型渗碳过程，即零件在真空中加热、在负压渗碳气氛中气体渗碳的工艺方法，其由分解、吸收和扩散三个过程组成。目前已在工业上得到应用和发展。
真空渗碳一般过程是：零件清洗 → 零件装料、进炉 → 抽真空 → 升温及均热 → 渗碳、扩散 → 淬火热处理。
零件入炉后抽真空至真空条件（或≤１０Ｐａ，基本达到无氧化条件）进行加热、升温、预热和均热。在真空下可去除工件表面氧化物及油脂污物，使工件表面活化有利于渗碳。当工件达到渗碳温度并均匀一致后通入渗碳气体（甲烷、丙烷或乙炔等）进行渗碳。一般渗碳时气压 300～2000Ｐa（常用 400～800Ｐa），然后扩散，抽走渗碳气体（或充入 Ｎ２ ，维持炉压不变），使炉内达到工作真空度，再渗碳、扩散。这样脉冲式渗碳 －扩散交替进行数次，达到所要求的渗碳层深度为止。渗碳结束后降温至淬火温度并保温，调整气压进行油淬或实施高压气淬。
真空渗碳方式有一段式、脉冲式及摆动式（脉冲 ＋一段）。对狭缝、盲孔的内表面有渗碳要求的零件，宜采用脉冲式及摆动式渗碳。
影响真空渗碳的工艺参数有：渗碳温度（一般为 920～1050℃，常用 920～980℃）、渗碳时间、扩渗比、炉压和气体流量。
与传统气体渗碳相比，低压真空渗碳的优点如下：
1. 渗碳层表面碳量和渗碳深度控制简单、准确
2. 渗碳效果均匀
3. 可缩短作业时间，渗碳时间约为普通渗碳的1/2～1/3
4. 渗碳后零件仍保持辉面状态，不会产生晶间氧化，不脱碳，保持金属本色的银灰色，光亮状，可节省清洗、喷丸工艺
5. 相比普通渗碳，真空渗碳气淬的控制幅度小，尺寸变化小，分布集中
6. 无火帘，无油烟，工作环境清洁，是安全环保型热处理设备
7. 可实现连续、自动、智能化生产

应用实例：
1. 有孔类零部件，如针阀体喷油嘴
2. 齿轮类
3. 薄壁件或形状复杂件
针对国内热处理炉型去求的反映，可以预料，在未来低碳生产的发展趋势中，将会引来汽车零部件热处理的一场重大变革，开发低压真空渗碳生产线应尽快提到日程上来。