探討真空滲碳滲劑：技術(shù)發(fā)展方向與趨勢(shì)

來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2024-10-12

傳統(tǒng)的氣體滲碳在當(dāng)今滲碳方法中仍占主導(dǎo)地位。但是從品質(zhì)(晶界內(nèi)氧化)、經(jīng)濟(jì)性（氣氛制備與消耗)、交貨期(生產(chǎn)周期)等方面看，未來(lái)不能完全依賴此法。另外，為防止“溫室效應(yīng)”，向大氣層排放CO2,量受到嚴(yán)格限制，傳統(tǒng)的氣體滲碳方法面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。

真空滲碳介質(zhì)多年來(lái)一直采用丙烷。但隨著裝爐量的增加，壓力隨之增大，當(dāng)壓力超過(guò)一定值后，即有炭黑出現(xiàn)。雖然可采取措施,但不理想。真空滲碳的主要應(yīng)用困難是，丙烷一旦進(jìn)入爐內(nèi)(600~1000℃)，會(huì)迅速分解為[C]+H2+CH4，這種未與工件接觸而產(chǎn)生的〔C]很快呈微粉態(tài)在爐中浮游，逐漸在熱區(qū)沉積成炭粉，而在冷區(qū)則附著于冷壁，形成焦油，造成污染。

在真空條件下采用乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、丙烯(C3H6)作為滲劑的方法是目前正在開發(fā)研究的主要?jiǎng)酉?。乙炔與乙烯、丙烯、甲烷、丙烷相比，不僅“碳”源豐富、傳輸能力強(qiáng)、滲碳能力強(qiáng)，而且只在與工件表面接觸時(shí)才發(fā)生分解，這就使得在形狀復(fù)雜、深盲孔、批量裝爐等情況下，既能實(shí)現(xiàn)均勻滲碳，又使污染降小。這種使用乙炔氣的真空滲碳技術(shù)克服了多年以來(lái)丙烷真空滲碳極易出現(xiàn)“炭黑”的缺點(diǎn)。另外，對(duì)于同樣深度的盲孔（如90mm深)，采用乙炔時(shí)從口端到底部整個(gè)內(nèi)表面可完全被滲碳淬硬，而乙烯、丙烷等不超過(guò)6mm。

真空滲碳技術(shù)未來(lái)的發(fā)展特點(diǎn)是低壓滲碳（≤4kPa)。用乙炔（≤1kPa)代替丙烷的真空滲碳技術(shù)，已開始在世界范圍內(nèi)逐漸得到應(yīng)用。在日本，(780kg/爐）的熱壁真空滲碳爐（壓力1.7kPa)已運(yùn)轉(zhuǎn)500多爐次，對(duì)多品種工件滲碳及畸變小的淬火取得了良好的效果。日本東方公司推出了在真空條件下檢測(cè)碳化氫氣體分解度及真空條件下直接測(cè)定氧濃度的探頭，以求實(shí)現(xiàn)與常壓下氣體滲碳一樣的“氣氛濃度的反饋控制”，并開發(fā)了“帶有氣氛控制系統(tǒng)（≤4kPa)的真空滲碳爐”。日本同和礦業(yè)公司開發(fā)了新的真空條件下直接滲碳技術(shù)，并研制出氣氛控制式( <6.6kPa)真空滲碳爐。這些重要的技術(shù)動(dòng)向，為真空滲碳技術(shù)注人了新的生命力。

從滲碳技術(shù)長(zhǎng)期發(fā)展的歷史來(lái)看．由于新技術(shù)不斷出現(xiàn)、氣體滲碳方法的缺點(diǎn)和不足已被廣大用戶所認(rèn)識(shí)和體會(huì)。一種滲碳速度快、滲碳質(zhì)量好（無(wú)內(nèi)氧化層)、沒(méi)有火焰、沒(méi)有炭黑．節(jié)能、省資源（如省氣)、二氧化碳排放量極少和符合環(huán)保要求的真空滲碳技術(shù)的普遍應(yīng)用已為期不遠(yuǎn)。