低压渗碳技术

我公司从2003年起引进法国ECM公司生产的ICBP系列低压渗碳炉，齿轮渗碳采用低压渗碳、高压气淬工艺，该技术的应用具有以下优点：

(1)Infracarb低压渗碳工艺较可控气氛渗碳速度更快，达到相同的渗层要求可比一般多用炉节省30%的工艺时间。

(2)ICBP配置的计算控制系统对过程参数进行精确控制，在非常窄的公差要求下，能精确控制渗层深度和表面碳浓度。

(3)此外，低压渗碳的工件具有良好的质量，表面光亮，无晶间氧化，弯曲疲劳强度高，耐磨性强。

(4)气体淬火技术的应用解决了常规淬火油的污染问题，节能环保。

(5)真空渗碳能力更强，尤其在使用乙炔作为渗碳介质的情况下，对盲孔零件具有超强的渗透能力。

作者：上海汽车变速器有限公司热处理技术科科长 朱永新

低压渗碳、高压气淬技术应用

使用高压氮气淬火取代油淬，成为低压渗碳工艺的又一技术亮点。氮气属于惰性气体，对生态环境无任何影响，且不会在工件上或在淬火炉内留下残余物，因此，无需投资清洗机或火灾监控系统等设备，同时降低了生产运行成本。气体淬火最大的特点是淬火无蒸汽膜阶段，工件整个淬火过程传热更为均匀，变形规律更强。

高压氮气分级淬火工艺的应用：在Ms 点附近进行等温，减少零件表面及心部的温差，使得之后的马氏体转变产生更少的应力变形。针对不同装炉量、材料淬透性及产品要求，ECM真空炉使用了最新的变频驱动技术，气体注入压力0~20bar(1bar=105Pa)，两个130kW的电动机，0～100%可规律可调。借助这两个优势，可使得淬火冷却工艺和CCT曲线尽可能地接近，避开某些变形极易产生的临界阶段(见附图)。在控制零件淬火后硬度和变形方面更具灵活性，为气体分级淬火工艺的实现提供了有力保证。

低压渗碳一般采用脉冲式，即强渗→扩散→强渗→扩散，反复多个循环后达到所要求的渗层深度。采用乙炔作为渗碳剂后，其渗透能力更强，根据乙炔的裂解特性，乙炔的脉冲流量约为丙烷流量的1/2，渗碳的真空度更高，抽气的速度更快。乙炔的富化率高于丙烷，碳吸附能力更强。相同的脉冲节拍下，乙炔工艺能获得较高的碳浓度和渗碳深度。相同的工艺参数下，乙炔的脉冲节拍短，节拍数多，有助于获得均匀渗碳层，尤其对细长盲孔具有超强的渗碳能力。

低压真空渗碳、高压气淬技术存在的问题

Infracarb低压渗碳工艺从20世纪90年代开始推广，国际上知名的设备制造商有ECM、ALD、CIEFFE等公司，国内制造商能力差距很大。由于大量新工艺、新技术的应用，即使是进口设备，也存在很多问题：①设备的自动化程度高，造成设备的故障率高。②高压气淬的冷却能力具有一定的局限性，对零件的材料淬透性和大小有一定的要求。③真空渗碳要求零件的清洁度高，否则影响渗碳效果。④高压气淬对热处理料架、零件的摆放等提出了更高的要求。⑤相对于传统渗碳热处理，设备的投入、维护成本更高。