真空渗碳技术发展展望

真空渗碳技术发展展望

齿轮等零件渗碳后在气体中冷却比液体中冷却的均匀，故淬火畸变小。许多气体可用作气淬气体，如氩气、氦气、氢气、氮气及其混合气体。用氮气进行齿轮的气淬，比较经济，目前85%~95%气淬室采用氮气，淬火压力通常为2MPa。高压气淬可通过控制（惰性）气体的压力、流量，改变气体的冷却特性，与钢的过冷奥氏体转变相图相结合，实现好的淬火冷却效果，从而减少齿轮畸变，提高心部强度。

低压真空渗碳不仅可以有效地避免常规渗碳淬火出现的表面非马氏体等组织缺陷，显著改善齿轮等零件表面质量，而且与高压气体淬火相结合可以显著减少热处理畸变，通过提高渗碳温度可减少处理时间，从而降低能源消耗和气体消耗。因此，真空低压渗碳与高压气淬相结合是当今一种先进的渗碳淬火工艺，可以称之为真正意义上的环保型绿色热处理技术。

真空渗碳技术未来的发展特点是低压渗碳（!4kpa）。用乙炔（!1kpa）替代丙烷的真空渗碳技术已被Ipsen 公司在世界范围内申请了专利。在日本最大（780kg / 炉）的热壁式真空渗碳炉（压力1.7kpa）已运转500 多炉次，对多品种零件渗碳及畸变小的淬火得到了良好的效果［10］。日本东方公司介绍了真空条件下检测碳化氢气体分解度及真空条件下直接测定氧浓度的探头，以求实现与常压下气体渗碳一样的“气氛浓度的反馈控制”，并推出了“带有气氛控制系统（!4kpa）的真空渗碳炉”。日本同和矿业公司在已被本公司商品化了的直接渗碳技术的基础上开发了新的真空条件下直接渗碳技术，并研制出气氛控

制式（< 6.6kpa）真空渗碳炉。这些重要的技术动向，为真空渗碳技术注入了新的生命。

从渗碳技术长期发展的历史来看，由于新技术不断出现，气体渗碳方法的缺点和不足已被广大用户所认识和体会。一种没有火焰、没有炭黑、节能、省资源、二氧化碳排放量极少和符合环保要求的真空渗碳新技术的出现应是为期不远的事。

据了解，在工业发达国家真空低压渗碳实际应用所占比例不断提升，我国实际应用仍落后于发达国家。但是，近年来随着对机械产品质量要求的提升，观念的转变，热处理行业迫切需要改变落后状况，积极努力提升质量层次，全面改造更新的愿望更加迫切，要求购置真空渗碳炉的呼声越来越高。

目前，国内热处理炉生产企业如雨后春笋，涉足低压真空渗碳设备制造技术领域，有其广阔的发展前景。他们在技术上积极消化吸收，采用合资等形式实施国产化制造，已经逐步掌握设计制造低压真空渗碳设备的核心技术，研制开发生产出适合我国热处理生产的工艺软件。技术指标达到或接近进口水准。由于国产化制造成本大幅度下降，使购置价格明显低于进口同类产品，体现出明显的经济和技术优势，加之应用工艺的成熟，更能够迎合企业的改造投入使用。有人对于装炉量800kg炉型进行全面测算表明，与传统渗碳比较，采用低压真空渗碳技术每年可以为企业多赢利122万元，两年的新增赢利额即可收回投入。追求高质量、低成本和少无污染是热处理发展的必然趋势和目标，一旦时机成熟，低压真空渗碳技术将会迅速得到普及，进一步促进我国热处理技术大发展，取得丰硕成果。