什么是井式爐滲碳?

2013-09-04 真空技術(shù)網(wǎng) 真空技術(shù)網(wǎng)整理

  鋼鐵的化學熱處理可按進行擴散時的基本組織,區(qū)分為鐵素體化學熱處理和奧氏體化學熱處理。前者的擴散溫度低于鐵氮共析溫度,如滲氮、滲硫、硫氮共滲、氧氮共滲等,這些工藝又可稱為低溫化學熱處理;后者是在臨界溫度以上擴散,如滲碳、滲硼、滲鋁、碳氮共滲等,這些工藝均屬高溫化學熱處理范圍。

  滲碳是使碳原子滲入鋼制工件表層的化學熱處理工藝。滲碳后,工件表面含碳量一般高于0.8%。淬火并低溫回火后,在提高硬度和耐磨性的同時,心部能保持相當高的韌性,可承受沖擊載荷,疲勞強度較高。但缺點是處理溫度高,工件畸變大。

  井式爐滲碳處理是具體的過程:

1、開爐前的準備

  (1)檢查爐蓋的升降機構(gòu)、風扇的運行情況及潤滑狀況是否良好。

  (2)檢查設(shè)備電器部分是否正常,爐蓋接地是否良好,電熱元件是否有短路或斷路現(xiàn)象。

  (3)檢查爐溫儀表和熱電偶是否正常。

  (4)檢查滴油器或氣體流量計是否完好正常。

  (5)爐蓋的風扇軸承處若已改裝成循環(huán)冷卻水冷卻結(jié)構(gòu),檢查冷卻水循環(huán)是否正常。

  (6)清掃爐罐內(nèi)的積灰,檢查爐罐有否裂紋等不正常現(xiàn)象,并清理好管路上其他部位。

  (7)檢查各閥門是否處于關(guān)閉狀態(tài),有無泄漏現(xiàn)象。

  (8)檢查起吊設(shè)備及吊具是否齊全完好。

  (9)檢查爐蓋密封材料是否齊全完好。

  (10)準備工具和夾具。

  (11)儲備好輔助材料,如煤油、甲醇、試樣和其他材料等。

  (12)準備好滅火器材。

  (13)升溫前用壓縮空氣吹掃爐罐。

  (14)升溫時爐蓋螺栓不許擰緊。

2、烘爐及升溫

  (1)調(diào)整儀表至工藝規(guī)定的溫度,打開小開關(guān),合閘送電。

  (2)新爐或大修后的爐子,按設(shè)備說明書規(guī)定的烘爐曲線或工藝進行烘爐。

  (3)短期停爐的爐子,其升溫工藝曲線有兩種

  1)60KW以下的爐子,一般情況下可以直接升溫到工作溫度。

  2)60KW以上的爐子,可按在室溫放置2-3晝夜,經(jīng)電工用500V兆歐表檢查三相電熱元件對地(爐外殼)的電阻應大于0.5MΩ方可送電,并按以下工藝通電烘烤:

  1)100-200℃15-20h爐門打開

  2)300-400℃8-10h爐門打開

  3)550-600℃8h爐門關(guān)閉打開風機

  4)750-800℃8h爐門關(guān)閉打開風機

  (3)烘爐及升溫時,爐子開始升溫后,風扇軸承要通冷卻循環(huán)水。

3、井式爐工作

  (1)新爐或大修后的爐罐滲碳工藝,參考氣體滲碳工藝進行。

  (2)短期停爐的爐罐滲碳工藝,參閱氣體滲碳工藝進行。

  (3)裝爐技術(shù)要求

  1)裝爐前,要切斷電源,關(guān)閉滴油器或進氣管流量計閥門,停止供應滴注劑或其他滲入氣氛,打開爐蓋。

  2)裝爐時,要吊準料筐耳朵在爐罐正中放平穩(wěn),上下對準,不得有傾斜及間隙。

  3)裝爐后,盡快蓋好爐蓋和恢復好爐子的密封性,并接通電源,滴入滲碳劑,及時放入爐內(nèi)2-3根中間試樣。

  (4)滲碳,工件滲碳工藝,參閱#)*“氣體滲碳工藝”進行。

  (5)出爐的技術(shù)要求

  1)準備好出爐用的吊具,戴好勞動保護用品。

  2)關(guān)閉滴油器和爐氣管路上各閥門,關(guān)閉風扇,切斷電源。

  3)打開試樣孔及排氣孔閥門。

  4)啟動爐蓋、吊車和吊具,對準料筐耳朵起吊,不準斜吊料筐。

4、停爐

  (1)直接降溫的爐子,爐溫降至400℃停風扇,降至200℃以下或室溫停冷卻循環(huán)水。

  (2)保溫待用的爐子,可降至300℃保溫,爐內(nèi)應滴人少量滲碳劑或通人保護氣體。

5、操作注意事項

  (1)經(jīng)常檢查儀表的指示溫度是否正常,檢查周期為15min。

  (2)經(jīng)常檢查爐子的壓力、液體滴注劑滴量,排氣管是否堵塞,循環(huán)冷卻水是否暢通。

  (3)爐子最高使用溫度不得超過設(shè)計溫度。

  (4)爐溫低于750℃禁止向爐內(nèi)滴入液體滴注劑或送入保護氣。

  (5)定期加潤滑油,每天至少一次。

  (6)爐罐、電熱元件和風扇護板要定期檢查,滴油器和排氣管要定期清理。

  (7)每季度核對控溫儀表一次,每半年核對熱電偶一次。

  (8)出爐一定要平穩(wěn),嚴禁料筐撞碰爐罐。

  碳在鋼中主要有兩種存在形式,一是溶入鐵中與鐵形成固溶體(兩種以上化學組分互相溶解而形成的均勻固相);另一是與鐵形成鐵碳化合物,稱滲碳體(Fe3C),其硬度高、脆性大。碳溶于α鐵中形成的固溶體稱鐵素體;溶于γ鐵中形成的固溶體稱奧氏體,其最大溶解度為2.11%。鋼在冷卻過程中,過飽和的奧氏體將發(fā)生分解,形成鐵素體和滲碳體。鐵素體和滲碳體組成的呈片狀相間排列的混合物稱珠光體。一般碳素鋼在室溫下的金相組織由鐵素體、珠光體和滲碳體組成。

  滲碳體的分子式為Fe3C,它是一種具有復雜晶格結(jié)構(gòu)的間隙化合物。

  滲碳體的含碳量為6.69%;熔點為1227℃左右;不發(fā)生同素異晶轉(zhuǎn)變;但有磁性轉(zhuǎn)變,滲碳體在230℃以下具有弱鐵磁性,而在230℃以上則失去鐵磁性;滲碳體硬度很高(相當于HB800),而塑性和沖擊韌性幾乎等于零,脆性極大。

  滲碳體不易受硝酸酒精溶液的腐蝕,在顯微鏡下呈白亮色,但受堿性苦味酸鈉的腐蝕,在顯微鏡下呈黑色。滲碳體的顯微組織形態(tài)很多,在鋼和鑄鐵中與其他相共存時呈片狀、粒狀、網(wǎng)狀或板狀。

  滲碳體是碳鋼中主要的強化相,它的形狀與分布對鋼的性能有很大的影響。同時Fe3C又是一種介(亞)穩(wěn)定相,在一定條件下會發(fā)生分解。