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井式气体渗碳炉正确操作四个步骤详解


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摘要:井式气体渗碳炉操作的四个步骤主要有:工件装炉内升温、渗碳阶段、扩散阶段、降温出炉阶段。

井式气体渗碳炉操作的四个步骤主要有:工件装炉内升温、渗碳阶段、扩散阶段、降温出炉阶段。
 
步骤一:工件装炉内升温
1. 渗碳前的一切准备就绪后,再进行空炉升温,炉温升到600~650oC后,启动电扇,同时打开循环冷却水,当炉温达到800oC时,即可向记内滴入渗碳剂或甲醇等裂解气体进行空炉渗碳,炉温达到渗碳温度后保温1~2h,待炉气正常后,方可将工件入炉。
2. 将材质相同、渗碳层技术要求相同、渗碳后热处理工艺方式相同的工件放在同一炉生产。
3. 每炉装载量和装料高度应小于设备规定的最大装载量和装料高度。
4. 断电后,起动炉盖打开炉门,料筐入炉垂直摆放,并立即将炉盖盖紧密封,对角拧紧螺栓。
5. 接通风扇电源,按工艺要求,把温度仪表指针调到渗碳温度,这时应注意炉温上下误差、仪表指示误差,对温度值进行修正。
6. 按工艺规定滴入渗剂,保证升温阶段排气迅速,不生成碳黑,点燃排气孔排出气体,烧掉废气。
7. 零件入炉后,温度下降,当温度低于800oC时,猛滴甲醇排气,当温度回升到850oC以上时,除继续猛滴甲醇外,也可以滴入煤油,加速排气,使炉内氧化气氛中CO2、O2尽快排出退火炉外恢复还原性气氛。
 
步骤二:渗碳阶段
1. 炉温到达渗碳温度后,记下到温时间,改变渗碳剂滴量,继续保温排气30~45min,取气分析,当炉气CO2体积分数〈0.5%时,即进入渗碳阶段,改变渗剂滴量,关小排气孔,使燃烧火焰长度达100~150mm,燃烧火焰呈亮黄色,无明亮火星迸出,打开U型压力计,使炉压控制在250~400Pa
2. 从外试样孔放入两枚外试样,外试样放入深度一般离炉100~200mm ,外试棒孔应用石棉绳塞紧,以防漏气和散热
3. 每隔15min检查一次炉温、炉压用表校对滴剂滴量。波动范围不得超过规定值的±5滴/min,同时对渗碳气氛进行分析,并严控气氛中的CO2、H2O、O2值。当用甲醇、煤油作渗剂时,其炉气成分控制在:ФCnH2n+2 ФCnH2n ФCO ФH2 ФCO2 ФO2 ФN25~15 ≤0.5 15~25 40~60 ≤0.5 ≤0.5 余量。
4. 强渗阶段的炉气碳势可以高出所要求表面碳的质量分数值的0.2%~0.4%。
 
步骤三:扩散阶段
1. 强渗阶段的渗速可以按0.15~0.25mm/h估算,低碳钢取下限,铬钼钢取上限,估算出渗碳层深圳特区达到技术要求的中下限时,出一只外试棒,根据外试棒层深和表面碳的质量分数值,确定是否可以进入扩散阶段和扩散时的渗剂滴量。对于不需要扩散的工件,可以开始降温。
2. 扩散时,渗碳气减少,保护气量增多,扩散时间原则上是强渗时间的1/3~1/4、碳钢是1/4~1/5左右,但具体情况具体分析。
3. 扩散期炉压一般控制在50~100Pa。
4. 炉气碳势略高于技术要求规定的表面碳浓度(质量分数)值的下限值。
 
步骤四:降温出炉阶段
1. 扩散一定时间后,可以出第二只外试棒,检查层深达到技术要求后,即可降温出炉,否则延长扩散时间。
2. 扩散结束后,即可断电随炉降温,这时滴剂和扩散相同。
3. 如渗碳直接淬火的,一般降至840~860oC保温20~40min ,使零件内外温度均匀后出炉淬火。
4. 对需要重新加热淬火的零件,可随炉降至860~880oC出炉空冷或入冷却井冷却,夏天空冷缓慢,工件会析出网状碳化物,可用风扇吹冷,也可不降温直接空冷(50CrMnTi),高温空冷工件表面会加速氧化脱碳。对不渗碳部位预留加工余量的零件,渗碳后出炉空冷或进冷却井。
5. 如零件入冷却井,井壁夹层应通水冷却迅速降温,同时向井内通保护气或倒入一定的甲醇、煤油使其燃烧,盖好井盖堵死排气孔,使井内呈还原性气氛,以减少氧化脱碳。
6. 无论渗碳后缓冷还是直接淬火,出炉温度均按炉子上区温度控制仪表为准。
7. 直接淬火的零件可直接回火,轴杆状零件可进行热矫直,回火前应进行清洗防锈。
8. 零件出炉时,先关掉电源,停电扇打开排气孔,关掉滴油器,再启动炉盖。
9. 零件出炉后,立即关好炉门,重复零件第一次入炉前的操作,达到渗碳温度,保温一定时间,再进第二炉工件。

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