[發(fā)明專利]滲碳方法和滲碳設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 02102026.4
• 申請(qǐng)日: 2002-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN1376810A
• 公開（公告）日: 2002-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 河田一喜;佐藤初男;淺井茂太;關(guān)谷慶之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東方工程公司
• 主分類號(hào): C23C8/22
• 分類號(hào): C23C8/22
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 龍傳紅

發(fā)明背景

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種主要用于鋼制部件的滲碳方法和一種滲碳設(shè)備，更具體地，涉及一種經(jīng)濟(jì)的滲碳方法和滲碳設(shè)備，能夠高重復(fù)性進(jìn)行滲碳處理并獲得高的滲碳質(zhì)量。

相關(guān)技術(shù)的描述

作為傳統(tǒng)的滲碳方法，存在氣相滲碳法、等離子滲碳法、真空滲碳法等。其中，氣相滲碳法是一種進(jìn)行滲碳并控制氣氛的方法，因此，可以穩(wěn)定控制被處理物體表面的碳濃度。因此，由于滲碳處理在重復(fù)性和質(zhì)量方面優(yōu)異，所以，該方法最廣泛應(yīng)用于汽車等的工業(yè)機(jī)械部件。

然而，氣相滲碳法存在成問(wèn)題的缺點(diǎn)：滲碳?xì)怏w的使用量高；在燃燒廢氣時(shí)有危險(xiǎn)；在被處理物體表面內(nèi)發(fā)生晶粒間氧化；在高溫滲碳困難；等等。

雖然等離子滲碳法有利的是能滲碳難以滲碳的均勻材料，如不銹鋼、Ti合金等，但是，它存在一些問(wèn)題：即設(shè)備成本高；當(dāng)被處理物體緊密排列時(shí)不能進(jìn)行滲碳處理；經(jīng)過(guò)滲碳處理的物體質(zhì)量不穩(wěn)定，導(dǎo)致由于缺少氣氛控制產(chǎn)生的滲碳處理重復(fù)性差。

真空滲碳法可以大致分成兩種系統(tǒng)，一種已經(jīng)長(zhǎng)期使用的系統(tǒng)是使用碳?xì)浠衔锶鏑H₄、C₃H₈、C₄H₁₀作為滲碳劑，在高達(dá)約10-70kPa的壓力下進(jìn)行滲碳。舊系統(tǒng)的真空滲碳法具有不發(fā)生晶粒間氧化的優(yōu)點(diǎn)，能夠在高溫下進(jìn)行并且具有用短滲碳時(shí)間進(jìn)行的可能性。然而，積灰現(xiàn)象太強(qiáng)，經(jīng)常需要困難的維護(hù)工作，并且維護(hù)工作的環(huán)境差。此外，由于不進(jìn)行氣氛控制，所以存在滲碳處理重復(fù)性低的另一個(gè)問(wèn)題。

另一方面，新系統(tǒng)的真空滲碳方法是一種使用碳?xì)浠衔锶鏑₃H₈、C₂H₂、C₂H₄作為滲碳?xì)怏w在高達(dá)約10kPa或更低的壓力下進(jìn)行滲碳的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的真空滲碳法與上述舊系統(tǒng)相比，具有積灰現(xiàn)象輕；不產(chǎn)生晶粒間氧化；并且高溫滲碳可能使?jié)B碳時(shí)間縮短的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明概述

但是，即使在其中滲碳過(guò)程中的壓力為10kPa或更低的新系統(tǒng)的真空滲碳法情況下，與上述舊系統(tǒng)類似，也不進(jìn)行氣氛控制，因此，與舊系統(tǒng)一樣，如果滲碳條件與普通滲碳條件不同，仍然存在滲碳處理重復(fù)性差的問(wèn)題。

順便提一下，滲碳條件與普通滲碳條件不同指的是，例如，在被處理物體的表面積或被處理物體表面的氧化程度改變的情況；構(gòu)成滲碳被處理物體的滲碳室的結(jié)構(gòu)材料(壁材料)用新材料更換的情況；在對(duì)上述滲碳室的泄漏量和從上述結(jié)構(gòu)材料中蒸發(fā)的氣體量變化的情況。

此外，即使與舊系統(tǒng)相比，積灰量小，但是，在滲碳時(shí)產(chǎn)生的積灰程度完全不監(jiān)控，因此，問(wèn)題沒(méi)有完全解決。

所以，本發(fā)明提出解決傳統(tǒng)技術(shù)存在的這些問(wèn)題，并提供一種經(jīng)濟(jì)的滲碳方法和滲碳設(shè)備，在滲碳處理的重復(fù)性方面優(yōu)異，并且能進(jìn)行高質(zhì)量的滲碳。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明構(gòu)成如下。即，根據(jù)本發(fā)明的滲碳方法，在13-4,000Pa的壓力下，在含有不超過(guò)30體積％一氧化碳的氣氛氣體中的滲碳過(guò)程中，分析氣氛氣體的組成，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)節(jié)溫度、壓力和氣氛氣體組成中的至少一項(xiàng)。

順便提一下，可以通過(guò)測(cè)量在上述氣氛氣體中的氧含量來(lái)分析在滲碳過(guò)程中的上述氣氛氣體的組成。

此外，可以通過(guò)測(cè)量上述氣氛氣體的熱導(dǎo)率來(lái)分析在滲碳過(guò)程中的上述氣氛氣體的組成。

此外，可以通過(guò)測(cè)量在上述氣氛氣體中的氫含量來(lái)分析在滲碳過(guò)程中的上述氣氛氣體的組成。

此外，在13-4,000Pa的壓力下在含有不大于30體積％的氣氛氣體中進(jìn)行滲碳的滲碳設(shè)備包括容納被處理物體的滲碳室；在滲碳過(guò)程中分析在上述滲碳室中的氣氛氣體組成的氣體分析裝置；根據(jù)上述氣體分析裝置的分析結(jié)果改變上述滲碳室內(nèi)溫度的溫度調(diào)節(jié)裝置、根據(jù)上述氣體分析裝置的分析結(jié)果改變上述滲碳室內(nèi)壓力的壓力調(diào)節(jié)裝置、根據(jù)上述氣體分析裝置的分析結(jié)果改變上述滲碳室內(nèi)的上述氣氛氣體組成的氣氛氣體組成調(diào)節(jié)裝置中的至少一種；和根據(jù)上述氣體分析裝置的分析結(jié)果顯示分析結(jié)果信息的信息顯示設(shè)備。

順便提一下，上述氣體分析裝置可以是一種氧傳感器。氧傳感器優(yōu)選的是具有耐133Pa或更低真空度的氣密性結(jié)構(gòu)。這樣，可以進(jìn)行滲碳過(guò)程中的氣氛氣體組成分析而沒(méi)有任何問(wèn)題。

此外，上述氣體分析裝置可以是一種測(cè)量上述氣氛氣體熱導(dǎo)率的儀器。

上述氣體分析裝置也可以是一種氫傳感器。