渗碳热处理过程中的控制因子

目前，我国对渗碳热处理工艺过程的控制有了很大的提高，特别是多用炉渗碳的零件。对于要求渗碳层深度大于1.0 mm的零件，其工艺成熟，过程控制较容易；对于层深小于0.5 mm的渗碳控制就比较困难，尤其是一些渗层要求0.1-0.2mm汽车零部件的层深控制、表层碳浓度控制等相对于深层渗碳控制更不易达到较理想状态。

渗碳热处理过程中的控制因子是碳势。在时间、气氛相同的条件下，提高渗碳温度，可大大加快渗碳速度，表面碳浓度增高，浓度梯度趋于平缓；降低渗碳温度则效果相反，所以提高渗碳温度对加速渗碳极为有利，但综合考虑渗碳质量和经济性，应用于0.5 mm以下的渗碳硬化层深时，综合效果不是很明显，而在深层渗碳上表现出较好综合效应。

在渗碳热处理过程中，改变渗碳保温时间同样可以改变渗碳层深，但深度增加到一定程度后渗速将减慢，因为渗层中碳浓度差减小，碳在钢中的扩散速度也随之降低。而浅层渗碳，其扩散速度是在高速扩散区，零件表面达不到碳原子的饱和浓度，化合物不易生成聚集，属于渗碳起始阶段，碳浓度差在几个小时之内基本上保持在高浓度差上，过程中碳原子的纯扩散与反应扩散相互伴随着进行，纯扩散占主导地位，这种纯扩散在未转变为反应扩散时渗碳过程已结束。所以浅层渗碳中，短时间范围内调整工艺参数要求精度高，操作迅速。

青岛丰东热工技术有限公司，采用自主研发UNICASE密封箱式多用炉，通过获得“国家科学技术进步二等奖”的“智能动态控制系统”，实现气体渗碳热处理过程中气氛智能调控，工件表面碳浓度、组织、硬化层深度、硬化层梯度、心部组织等各指标精确可控，为汽车行业的较浅渗层的零部件提供了有力的保证。