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探究渗碳炉的改进工艺
编辑:临朐县晟达热处理设备厂   时间:2020-07-15

  某公司热处理车间所用RJJ105井式气体渗碳炉,采用电阻丝加热,功率为105kW,较高使用温度1200℃,主要用于冲管的渗碳、淬火处理,设备靠人工操作,精度较难保证。近期对传统渗碳设备成功进行了改造,井式气体渗碳设备改为可控气氛炉,实现了生产过程的自动控制,并细化了冲管的渗碳、淬火工艺参数,使冲管的热处理质量有了大幅提高。

  一、原工艺:

  冲管是石油机械产品的重要零件,材质为20 Crmnti,要求表面进行渗碳处理,渗层深度18-21mm。使用RJ-105井式气体渗碳设备处理,渗碳剂采用煤油,靠人工每需30min观案炉子排出废气火焰的高度,判断炉内碳势的高低,若火焰高度低于80mm,说明炉内碳势低,应增加煤油滴量,若火焰高度高于120mm,说明炉内碳势高,应减少煤油滴量。由于设备落后,对炉内碳势控制差,渗碳时间较长,霜要13~14h。经此处理的冲管表面炭黑严重,容易形成粗大碳化物,淬火后有软点、变形等缺陷,为了除去大碳化物,须增加磨消余量以保障淬火热处理质量。热处理质量见表1,渗层深度是在零件截面方向任意取4点检测的值,从表中看到较大层深差达到0.20mm,硬度值是在零件周方向检测的结果,技术要求55-63HRC

  为了提高冲管的淬火质量,在淬火前须增加其粗磨工序,除去粗大碳化物,热处理前余量为0.40~0.50mm,由于余量大霜要多次唐育,并且需要再次加热进行淬火处理,生产成本高,效率低。

  二、改进渗碳炉:

  改变单一的煤油注,采用煤油作为富化剂,乙醇作为载体剂。碳势控制系统采用HT30000能数显可编程碳势控制仪,以引进的高集成单片机为核心,PID调节技术,与HJT-型(柱状整体型)氢探头及引进电磁阀配套,对炉气碳势进行编程和PID调节控制,使碳势自动控制度达到±0.05%C。将旧式控温方式改为固态继电器控制,采用引进的智能化仪表SR93,对每个区进行自整定、自适应温度控制,控温精度可以达到±1℃。以碳势控制仪为主控仪表,SR93为下位仪表,在碳势控制仪上设定温度和碳势,使操作更简便。淯注系统氢探头根据炉内CO2浓度情况形成一定的电势,并将此数据输送给碳势控制仪,控制仪与设定的工艺参数进行比对,利用电磁阀节媟油和乙醇的滴量,直至碳势达到越佳状态。通过对设备的改造,减少人为操作的误差。

  三、改进成果:

  (1)改进后的井式渗碳炉采用了碳势控制仪确控制碳势,减少了人工操作的误差,实现了渗碳工艺过程自动化,设备具有结构简单、操作方便、量准确等优点,降低了工人的劳动强度,取得了良好的效果。

  (2)在渗碳过程中控制好跌势和淬火温度,渗碳后直接淬火是可行的,即可缩短热处理的工作周期,由于大碳化物进一步降低,能使冲管热处理前的余量减少,磨次数减少,节约了工时,加快了产品生产进度。

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