《真空低压渗碳淬火热处理技术要求》编制说明..pdf

《真空低压渗碳淬火热处理技术要求》编制说明 1 项目背景 1.1任务来源 本标准项目系根据全国热处理标准化技术委员会 2008 年 10 月下达的 “国家推 荐性标准 项目建议书 ”而编写的 ,本标准计划编号为 Q-9。 本标准由北京机电研究所负责起草 ,根据真空低压渗碳淬火热处理设备和工艺 技术发展 现状和趋势 ,在征求全国 10 家企业、大学及科研单位专家的意见 ,采纳全 国热处理标准化技 术委员会提出的修改建议而编写的。 1.2 编制原则和编制过程 l 本标准的制定主要参考国外几大设备制造商的企业标准 ,结合国内现状和未来 技术发 展方向 ,制定符合中国国情的真空低压渗碳热处理技术要求。 2 标准应突出重点 ,求实不求全 ,对真空低压渗碳热处理设备、工艺、安全等方 面制定 规范。 3 标准的制订要遵循国家法规 ,没有与国家现行的有关标准和原则相矛盾。 2 真空低压渗碳热处理行业概况 2.1 渗碳热处理行业在我国的发展概况 2.1.1 我国渗碳热处理行业现状 经济的高速发展 ,技术的快速更新 ,要求各类 “工程机械零件 ”精度更高、性能 好、使 用寿命更长、生产效率更高 , 同时生产过程要更环保。 渗碳是零件表面改性的一种热处理手段 ,是关键的基础加工制造工艺。渗碳热 处理可以 有效提高钢铁零件疲劳强度、耐磨性 ,广泛应用于航空航天、船舶、电 力、汽车、机械制造、 工具等各个行业。渗碳作为工程零件热处理的一项关键技 术 ,其质量不仅影响零件性能和使 用寿命 ,而且直接影响到整机的精度、可靠性和使 用寿命。日前国内渗碳热处理装备主要以 气体渗碳为主 ,但由于气体渗碳存在诸多 不足 ,不能够满足对于提高产品性能和可靠性以及 清洁生产的要求。具体体现在 : l 气体渗碳采用含氧型渗碳介质。 由于渗碳介质中存在氧的成分 ,因此在渗碳过程中不可避免的会在零件表面形 成晶界氧 化层 , 晶界氧化层的存在对于零件的耐磨性能和疲劳性能都有着非常大的 影响 ,同时也无法 保证零件渗层均匀性等要求 ,降低了零件的使用寿命 ,增加了汽车的 安全隐患。同时晶界氧 化层会在金属表面形成钝化膜 ,而钝化膜的存在直接阻碍了 碳元素向金属内部的扩散 ,因此 气体渗碳过程必须延长渗碳时间 ,使得生产过程能耗 居高不下。 2 气体渗碳设备热损失大、能耗高。 气体渗碳设备密封性能差 ,并采用原料气置换空气的方法来防止零件在高温下 的氧化问 题。因此设备本身的热损失较大 , 同时气体在炉内的循环和排放也大幅度 的提高了生产过程 中的热损失。气体渗碳设备的工作特点决定了气体渗碳技术进 步无法解决高耗能的问趣。 3 气体渗碳温室气体排放量大。 气体渗碳的基本原理是 : ①2C 3H 8+3O2+12N2→6CO+8H2+12N2( 采用丙烷作为介质或 ②C 4H 10+2O2+8N2→4CO+5H2+8N2( 采用丁烷作为介质 ③2CO→C+CO2( 生成活性碳 ,同时产生二氧化碳 通过原料气的反应生成 CO,然后通过 CO 的分解形成活性碳 ,进行渗碳。在 CO 分解过程 中出了形成活性碳 , 同时也形成了 CO 2。为了避免零件被氧化 ,同时也是 为了保持和调节炉内 碳势 ,气体渗碳设备工作时自始至终