低压真空渗碳热处理技术应用

目前在国际上发达国家的汽车行业，低压真空渗碳热处理已经逐步得到应用，将逐步替代常规可控气氛渗碳（或碳氮共渗）热处理，成为主要的热处理生产技术。

常规的可控气氛渗碳（或碳氮共渗）热处理的原理和工艺控制，经过长期的发展，已经在国内外得到深入研究和广泛应用，并为汽车工业的发展和革新奠定了坚实基础。但是随着人类对环境认识的逐步提高、可持续发展问题普遍的关注，“绿色”热处理已经提到了日程之上。相对于常规的可控气氛渗碳热处理，低压真空渗碳热处理过程中不产生CO 2 、SO 2 等有害气体，同时大部分采用气体淬火技术且淬火气体可以回收，即使采用油淬技术，也是采用真空淬火油，避免了大量的气体和液体污染，具有“绿色”环保的特点，因而该技术和设备已经逐步得到国内外的关注。

另一方面，相对于常规的可控气氛渗碳（或碳氮共渗）热处理，低压真空渗碳热处理，（1）可以采用高温处理技术而不会产生有害表面物质；（2）在低压真空下进行渗碳或碳氮共渗，零件的表面活性高，渗速明显提高，工艺周期显著减小。根据渗层的不同，工艺周期相对于常规的可控气氛渗碳热处理可以减小20～50%。

由于低压真空渗碳热处理过程中，零件一直处在真空状态下，不存在氧气氛，因而不会产生内氧化、表面非马组织、表面黑色组织等，同时零件不会产生表面合金元素的贫化及其带来的表面淬透性降低等问题，零件表面硬度、表面残余应力水平将明显提高，因而可以明显降低零件的表面早期失效，提高零件的使用寿命。

如果将低压真空渗碳热处理与高压气体淬火技术相结合，并适当调整淬火等工艺参数实现减小热处理变形的优势，从而可以提高产品精度。

目前国内外低压真空渗碳热处理中主要采用的渗碳介质为C 3 H 8 和C 2 H 2 。从国外的研究资料表明：采用C2H2 可以明显改善零件不同位置处（曲率差异）的渗层深度均匀性和可以很好对盲孔进行渗碳，尤其是对盲孔进行渗碳，这是目前可控气氛热处理过程中的难题。

渗碳、扩散脉冲过程中，零件表面的碳浓度变化

渗碳、扩散脉冲过程示意图

低压真空渗碳热处理是一种环保节能的热处理技术，该技术的应用将有助于产品质量和技术能级的提高。低压真空渗碳主要设定工艺参数为：渗碳温度、被渗工件原始碳浓度、渗碳后表面饱和碳浓度、扩散后表面碳浓度、最终表面碳浓度、渗碳层深度和介质在工件表面的富化率。低压真空渗碳热处理有助于提高工件不同部位的渗层深度均匀性。在生产中应该注意研究和探讨这些问题。