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渗碳炉中渗碳衬套热处理工艺的优化措施
编辑:临朐县晟达热处理设备厂   时间:2020-06-10

  在工业生产中,有大部分的关键零件需要进行渗碳淬火,在淬火中零件发生畸变是不能规避的,为此提高产品质量、降低废品率、减小其淬火畸变是其关键任务之一。技术人员经过理论的分析结合渗碳炉实际工作中的经验,并针对零件渗碳缺陷,制定了相应的工艺措施并付诸试验,具体的优化措施如下:

一、对渗碳件装炉方式进行优化:

  由原来的框装改为自制专项挂具,垂直放置。逐件用铁丝绑扎,件与件之间留一定间隙,每串15件,装炉前工件表面清理干浄,配置炉气碳势测试装置氧探头,保证炉气碳势均匀,挂具间距20~30mm,距离炉壁30~50mm,每炉的装炉量为300件。如此,不但使工件渗层均匀,渗碳层深度差在02~0.3mm以内,从挂具内中、外层各自取一串衬套,检查渗碳层深度,结果如表1所示。并且装炉量增为原来的2倍,缩短了工作时间,减少成本,提高了生产效率

二、对渗碳工艺优化:

  降低渗碳炉的渗碳温度及淬火温度,渗碳温度由930℃降到910℃,淬火温度由850℃降到810℃,采用一次淬火,渗碳完成降温到810℃坑冷后,再重新加热到810℃保温后热循环油冷却。克服了表面残余奥氏体量较多、硬度较低的现象,细化心部晶粒,避免网状碳化物的产生。如图2所示。凡是将工件加热至相变温度的工艺,都将使其基体强度大大低于常温强度,适当降低渗碳及随后的淬火温度,可使热应力与组织应力都相应地减少,因而可在一定方面上减少零件发生畸变。另外,为尽量减少以热应力为主引起的变形,在保障衬套淬火后达到表面和心部硬度的前提之下,应尽量的采用在高温区冷却能力较低、而在低温区有较高冷却速度的淬火介质。

三、提高渗碳炉淬火油的使用温度:

  为了使工件各部位尽可能的均匀冷却,淬火油应有较好的流动性。热油能够增加淬火介质流动性,又能缩小与工件的温差,所以热油淬火有益于减小变形。以减小温度梯度和加热冷却过程之中胀缩不均匀而产生的热应力集中倾向。采取了120℃热油来冷却,并使油循环均匀流动,油温升高后,热应力减少,变形量减小。

 四、表面处理:

  衬套在通过渗碳与油淬以后表面有油渍与炭黑,表面不清洁,长期存放还易于生锈,影响后期的加工和装配。为了解决这个问题,工件淬火回火以后应进行喷砂处理,以压缩空气作为动力用细石英砂冲击工件内外表面,使工件表面清洁,除去缺陷,提高表面的力学性能,耐磨性及抗疲性均有提高,同时喷砂还具有矫正内孔、稳定尺寸的作用,进一步提高了工件质量。

  实践证明,通过对渗碳炉的衬套从装炉方式、渗碳工艺以及表面处理的方面进行了一系列优化,装炉量增加,生产效率提高到了原来的2倍,渗碳温度及淬火温度降低,节约能源、减少了生产成本,同时保证了工件质量,取得了显明的经济与质量效益。

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