深层渗碳热处理工艺对热处理设备主要有以下三方面的要求:
(1)温度与碳势控制方式要求
1)温度控制方式。温度控制采用炉内主控方式(国产设备多采用炉外主控方式)。炉内主控是指通过合理的数学模型,以炉盖热电偶检测到的温度与目标温度之间的差值来实现对各个加热区的功率自动调节,从而控制炉膛温度的一种温度控制方式。其优点是可以更精确地控制炉膛温度,减小炉温的偏差,并可以显著提高炉温的可靠性。
2)碳势控制方式。碳势控制采用连续控制碳势方法。其包括两个方面:
①通过比例阀的连续调节来实现富化剂的按不同比例连续滴入。
②通过比例阀的连续调节来实现空气的按不同比例连续打入。
这种连续控制碳势方式可以有效地避免通断控制碳势所造成的碳势过冲或过低现象,碳势偏差可以控制在±0.02%Cp。而常规的渗碳设备往往是依靠控制电磁阀的通断干预富化剂的滴入或停止来实现对渗碳碳势的调节(可称之为通断控制碳势)。因为碳势的形成需要一个过程,而这个过程往往造成碳势调节的延时,因此,其极易造成碳势在一定时间内过冲或过低,影响渗碳质量。
(2)大型井式渗碳炉及渗碳工艺
1)碳势控制方式。采用连续碳势控制。
2)材料与渗碳工艺
例,大型齿轮,材料为20CrMnMoA,要求:渗碳层深度6.0mm(550HV)。强渗930℃×115h,碳势1.20%;扩散930℃×35h,碳势0.85%;高温回火660℃;淬火850℃;低温回火200℃。