[其他]一種直生式可控氣氛滲碳工藝

無效

• 申請號: 86108481
• 申請日: 1986-12-11
• 公開（公告）號: CN86108481A
• 公開（公告）日: 1988-06-22
• 發明（設計）人: 余瑚璉
• 申請（專利權）人: 廣州南洋電器廠
• 主分類號: C23C8/20
• 分類號: C23C8/20
• 代理公司: 廣州市專利事務所
• 代理人: 張勇

本發明是一種直生式可控氣氛滲碳工藝，屬于金屬熱處理技術領域。

與本發明相關的技術為：“煤油和空氣直接在爐中制取的滲碳氣氛及其碳勢控制”（潘惠良等三人在第三屆國際材料熱處理大會的論文，英文版）。由于其在“有”內馬弗套的爐子中進行滲碳，操作不方便，裝爐量減少，增加電耗，增加生產成本，更主要的是爐氣是單一的層流，滲件周圍存在滯流區，滲碳均勻性較差。

本發明的目的是為了克服上述不足，提高滲碳均勻性，降低工藝成本，提供一種以廉價的煤油和空氣作為滲劑的直生式可控氣氛滲碳工藝。

本發明的要點是根據氣體動力學原理，在井式滲碳爐中，去掉內馬弗套，同時使循環風扇定時改變轉動方向，使爐中的爐氣由原來的內馬弗套與定向轉動的循環風扇形成的層流（如圖1），變成周期性紊流加層流（如圖2）。

本發明的工藝流程：

1.滲前工件除油、除銹后裝上吊具（或料架）待裝爐，同時把去掉內馬弗套的滲碳爐空爐升溫至930℃，循環風扇每5～15分鐘改變一次轉向（滲碳全過程都如此）。

2.工件裝進爐后隨即升溫（由于送進工件，爐溫下降），同時滴入煤油和通入氮氣以排氣，當爐溫回升至930℃時，就開始均溫排氣，同時加大煤油滴量并繼續通氮。

3.排氣期結束，滲碳期開始即停止通氮而送進空氣。根據對碳勢的要求，調節煤油滴量和空氣送進量并調節爐氣換氣次數，裝爐兩小時后，取爐氣進行色譜分析，依據分析結果，再調節爐氣的換氣次數。當爐氣中的二氧化碳值控制在0.15～0.6%，爐氣換氣次數為0.6～1.1次/小時、爐壓為20～70毫米水柱時，爐氣成分為：甲烷小于1.5%、一氧化碳33～37%、氮45～51%、氫15～19%、碳勢0.6～1.3%。

4.滲碳期結束即降溫至860～880℃（降溫過程煤油滴量和空氣送進量不變）取滲件出爐淬火。

本發明使用的主要設備：

1.滲碳爐，去掉內馬弗套的井式氣體滲碳爐。

2.紅外儀，用于測定和控制爐氣中的二氧化碳值。

3.氣相色譜儀，用于分析爐氣成份。

4.氣體流量計，用于控制與測量空氣和氮氣的送進量。

本發明的供氣系統如圖3，滴注煤油的控制系統如圖4。

附圖說明：

圖1，在滲碳爐中“有”內馬弗套的爐氣單向循環流動和滲件受自下而上的爐氣沖刷流線示意圖。

A.爐氣單向循環流動示意圖。

1????定向轉動的循環風扇。

2????導風板。

3????內馬弗套。

4????爐罐。

B.滲件受自下而上的爐氣單向沖刷流線示意圖。

1????滯流區。

2????滲件。

在滲碳爐中，由于“有”內馬弗套，循環風扇定向轉動時，對爐氣流動來講，內馬弗套起導向作用，使爐氣沿著內馬弗套單向循環流動，形成單一的層流。假定循環風扇定時改變轉向，內馬弗套中的爐氣，仍然是自下而上地單向流動的層流。因而在“有”內馬弗套的爐罐中，滲件只受自下而上的爐氣沖刷，滲件上方存在滯流區。

圖2，在滲碳爐中，去掉內馬弗套的爐氣順逆循環流動和滲件各個表面受爐氣沖刷的流線示意圖。

A.爐氣順逆循環流動示意圖。

1????定時改變轉向的循環風扇。

2????導風板。

3????爐罐。

B.滲件各個表面受爐氣沖刷的流線示意圖。

B1????循環風扇順轉時，滲件受爐氣沖刷的流線示意圖。

1????滲件

2????紊流區

B2????循環風扇逆轉時，滲件受爐氣沖刷的流線示意圖。

1????滲件

2????紊流區

圖2由于在滲碳爐中，去掉了內馬弗套，不僅操作方便、增加裝爐量，減少電耗，節約能源，更主要的是配以循環風扇定時改變轉向，使爐氣由單一的層流變為周期性的紊流加層流，因而滲件各方面都能受到爐氣的沖刷，滲件表面的滲碳更加均勻，滲速更快。

圖3供氣系統示意圖

1????旋塞

2????空氣過濾減壓器

3????干燥器

4????截止閥

5????流量計

6????三通閥

7????流量計

8????截止閥

9????氧器減壓器

10????氮氣瓶

11????氣體減壓器

12????三通閥

13????膜盒壓力計

14????氣滲爐