井式氣體滲碳爐正確操作四個步驟詳解


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摘要:井式氣體滲碳爐操作的四個步驟主要有:工件裝爐內升溫、滲碳階段、擴散階段、降溫出爐階段。

井式氣體滲碳爐操作的四個步驟主要有:工件裝爐內升溫、滲碳階段、擴散階段、降溫出爐階段。
 
步驟一:工件裝爐內升溫
1. 滲碳前的一切準備就緒后,再進行空爐升溫,爐溫升到600~650oC后,啟動電扇,同時打開循環冷卻水,當爐溫達到800oC時,即可向記內滴入滲碳劑或甲醇等裂解氣體進行空爐滲碳,爐溫達到滲碳溫度后保溫1~2h,待爐氣正常后,方可將工件入爐。
2. 將材質相同、滲碳層技術要求相同、滲碳后熱處理工藝方式相同的工件放在同一爐生產。
3. 每爐裝載量和裝料高度應小于設備規定的最大裝載量和裝料高度。
4. 斷電后,起動爐蓋打開爐門,料筐入爐垂直擺放,并立即將爐蓋蓋緊密封,對角擰緊螺栓。
5. 接通風扇電源,按工藝要求,把溫度儀表指針調到滲碳溫度,這時應注意爐溫上下誤差、儀表指示誤差,對溫度值進行修正。
6. 按工藝規定滴入滲劑,保證升溫階段排氣迅速,不生成碳黑,點燃排氣孔排出氣體,燒掉廢氣。
7. 零件入爐后,溫度下降,當溫度低于800oC時,猛滴甲醇排氣,當溫度回升到850oC以上時,除繼續猛滴甲醇外,也可以滴入煤油,加速排氣,使爐內氧化氣氛中CO2、O2盡快排出退火爐外恢復還原性氣氛。
 
步驟二:滲碳階段
1. 爐溫到達滲碳溫度后,記下到溫時間,改變滲碳劑滴量,繼續保溫排氣30~45min,取氣分析,當爐氣CO2體積分數〈0.5%時,即進入滲碳階段,改變滲劑滴量,關小排氣孔,使燃燒火焰長度達100~150mm,燃燒火焰呈亮黃色,無明亮火星迸出,打開U型壓力計,使爐壓控制在250~400Pa
2. 從外試樣孔放入兩枚外試樣,外試樣放入深度一般離爐100~200mm ,外試棒孔應用石棉繩塞緊,以防漏氣和散熱
3. 每隔15min檢查一次爐溫、爐壓用表校對滴劑滴量。波動范圍不得超過規定值的±5滴/min,同時對滲碳氣氛進行分析,并嚴控氣氛中的CO2、H2O、O2值。當用甲醇、煤油作滲劑時,其爐氣成分控制在:ФCnH2n+2 ФCnH2n ФCO ФH2 ФCO2 ФO2 ФN25~15 ≤0.5 15~25 40~60 ≤0.5 ≤0.5 余量。
4. 強滲階段的爐氣碳勢可以高出所要求表面碳的質量分數值的0.2%~0.4%。
 
步驟三:擴散階段
1. 強滲階段的滲速可以按0.15~0.25mm/h估算,低碳鋼取下限,鉻鉬鋼取上限,估算出滲碳層深圳特區達到技術要求的中下限時,出一只外試棒,根據外試棒層深和表面碳的質量分數值,確定是否可以進入擴散階段和擴散時的滲劑滴量。對于不需要擴散的工件,可以開始降溫。
2. 擴散時,滲碳氣減少,保護氣量增多,擴散時間原則上是強滲時間的1/3~1/4、碳鋼是1/4~1/5左右,但具體情況具體分析。
3. 擴散期爐壓一般控制在50~100Pa。
4. 爐氣碳勢略高于技術要求規定的表面碳濃度(質量分數)值的下限值。
 
步驟四:降溫出爐階段
1. 擴散一定時間后,可以出第二只外試棒,檢查層深達到技術要求后,即可降溫出爐,否則延長擴散時間。
2. 擴散結束后,即可斷電隨爐降溫,這時滴劑和擴散相同。
3. 如滲碳直接淬火的,一般降至840~860oC保溫20~40min ,使零件內外溫度均勻后出爐淬火。
4. 對需要重新加熱淬火的零件,可隨爐降至860~880oC出爐空冷或入冷卻井冷卻,夏天空冷緩慢,工件會析出網狀碳化物,可用風扇吹冷,也可不降溫直接空冷(50CrMnTi),高溫空冷工件表面會加速氧化脫碳。對不滲碳部位預留加工余量的零件,滲碳后出爐空冷或進冷卻井。
5. 如零件入冷卻井,井壁夾層應通水冷卻迅速降溫,同時向井內通保護氣或倒入一定的甲醇、煤油使其燃燒,蓋好井蓋堵死排氣孔,使井內呈還原性氣氛,以減少氧化脫碳。
6. 無論滲碳后緩冷還是直接淬火,出爐溫度均按爐子上區溫度控制儀表為準。
7. 直接淬火的零件可直接回火,軸桿狀零件可進行熱矯直,回火前應進行清洗防銹。
8. 零件出爐時,先關掉電源,停電扇打開排氣孔,關掉滴油器,再啟動爐蓋。
9. 零件出爐后,立即關好爐門,重復零件第一次入爐前的操作,達到滲碳溫度,保溫一定時間,再進第二爐工件。

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