下面附表是該公司采用不同控溫方式的兩臺(tái)同類型設(shè)備的調(diào)試數(shù)據(jù)。
同時(shí)，我們從上表中也可以看出，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，爐膛內(nèi)的溫度越來(lái)越接近加熱區(qū)設(shè)定溫度。因此，采用爐外摔溫時(shí)，似沒(méi)使剛930℃滲碳(即工藝溫度為930℃)，常常設(shè)定溫度為930℃(即加熱區(qū)溫度為930℃)。這種情況可能導(dǎo)致的結(jié)果是，爐膛內(nèi)的溫度在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)均處在930℃以下，而只有當(dāng)時(shí)間足夠長(zhǎng)以后，隨著ΔT的減小，爐內(nèi)溫度才趨向于工藝溫度。這在實(shí)際生產(chǎn)中主要表現(xiàn)為：①滲碳溫度偏低，導(dǎo)致滲碳速度偏慢，不利于深層滲碳。②溫度偏差較大，滲碳速度可控性差，最終導(dǎo)致滲碳層深偏差大。
二、碳勢(shì)的控制方式
1．觀點(diǎn)
通常的滲碳設(shè)備往往是依靠控制電磁閥的通斷干預(yù)富化劑的滴人或停止來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)滲碳碳勢(shì)的調(diào)節(jié)，這里把這種碳勢(shì)控制方式稱之為通斷控制碳勢(shì)。
因?yàn)樘紕?shì)的形成需要一個(gè)過(guò)程，而這個(gè)過(guò)程往往造成碳勢(shì)調(diào)節(jié)的延時(shí)。所以，采用這種調(diào)節(jié)方式極易造成碳勢(shì)在一定時(shí)間內(nèi)過(guò)沖或過(guò)低，影響滲碳質(zhì)量。
本文要介紹的是一種目前在國(guó)外已經(jīng)應(yīng)用相當(dāng)普遍的碳勢(shì)控制方法，這里稱之為連續(xù)控制碳勢(shì)。
連續(xù)控制碳勢(shì)包括兩個(gè)方面：一是通過(guò)比例閥的連續(xù)調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)富化劑的按不同比例連續(xù)滴人；二是通過(guò)比例閥的連續(xù)調(diào)節(jié)開(kāi)實(shí)現(xiàn)空氣的按不同比例連續(xù)打人。
這種碳勢(shì)控制方式可以有效地避免通斷控制碳勢(shì)所造成的碳勢(shì)過(guò)沖或過(guò)低現(xiàn)象，從而保證爐內(nèi)碳勢(shì)的偏差在相當(dāng)小的范圍內(nèi)。
實(shí)踐證明，采用連續(xù)碳勢(shì)控制的大型滲碳沒(méi)備，碳勢(shì)偏差可以控制在±0.02%CP。
2．試驗(yàn)
下面是在某大型齒輪制造公司熱處理分廠所做的試驗(yàn)：
試樣材質(zhì)：20CrMnMoA材料圓形試樣；
試樣尺寸：Φ20mm×50mm；
裝爐方式：隨工件入爐；
目標(biāo)層深：6.0mm(550HV)；
采用工藝：930℃強(qiáng)滲115h(Cs＝1.20%)＋擴(kuò)散35h(Cs＝0.85%)＋660℃回火＋850℃淬火＋200℃回火。
選用設(shè)備l：德國(guó)進(jìn)口井式氣體滲碳爐；
碳勢(shì)控制方式：連續(xù)碳勢(shì)控制；
結(jié)果層深：6.1mm(550HV)：
金相組織：碳化物呈彌散分布的顆粒狀(見(jiàn)圖1)。
選用設(shè)備2：國(guó)產(chǎn)井式氣體滲碳爐；
碳勢(shì)控制方式：通斷碳勢(shì)控制；
結(jié)果層深：6.3mm(550HV)：
金相組織：碳化物呈連續(xù)分布的網(wǎng)狀(見(jiàn)圖2)。
試驗(yàn)表明，在同等試驗(yàn)條件下，采用通斷碳勢(shì)控制方式的設(shè)備2較采用連續(xù)碳勢(shì)控制的設(shè)備1滲碳淬火后的碳化物組織形態(tài)差。
三、氮-甲醇?xì)夥赵谏顚訚B碳中的應(yīng)用
1．觀點(diǎn)
相對(duì)于其他吸熱性氣氛米說(shuō)，氮-甲醇?xì)夥粘丝梢跃鶆驙t內(nèi)碳勢(shì)外，還因其具有較高的安全性和良好的防晶界氧化能力而逐漸被更多的熱處理廠家所接受和重視。
這里介紹氮-甲醇?xì)夥赵谏顚訚B碳中的特殊應(yīng)用，即讓該氣氛中的CO參與碳勢(shì)的計(jì)算。
這種控制方法的特點(diǎn)是使用氧探頭或L探頭控制碳勢(shì)，CO參與計(jì)算，從而達(dá)到碳勢(shì)控制的最佳效果。
因?yàn)檫\(yùn)用了氮-甲醇?xì)夥罩械腃O來(lái)參與計(jì)算，所以氣氛中的CO的百分含量對(duì)碳勢(shì)的穩(wěn)定起到了尤為重要的作用。而在氮-甲醇?xì)夥罩?，CO的百分含量取決于氮?dú)夂图状剂呀鈿飧髯运嫉陌俜直?。在以往的資料中，推薦的最佳氮?dú)馀c甲醇分解產(chǎn)物的比例為：40%氮?dú)猓?0%甲醇裂解氣。但實(shí)踐證明，在使用CO參與計(jì)算的方法控制碳勢(shì)時(shí)，上述推薦的最佳比例已不再使用。具體的比例方案應(yīng)根據(jù)設(shè)備的具體情況而定，這里不作說(shuō)明。
2．試驗(yàn)
為了進(jìn)一步證明采用CO參與計(jì)算的方法控制碳勢(shì)的優(yōu)越性，某公司做了以下試驗(yàn)。
選用設(shè)備：某公司大型井式氣體滲碳爐。
設(shè)備說(shuō)明：采用氮-甲醇?xì)夥眨惐甲鳛楦换瘎?，紅外分析儀檢測(cè)爐內(nèi)CO百分含量，L探頭控制碳勢(shì)。
試驗(yàn)方法：通過(guò)鋼箔測(cè)定兩種狀況下（即CO參與或不參與計(jì)算）爐內(nèi)碳勢(shì)的波動(dòng)及與設(shè)定碳勢(shì)的偏差。
試驗(yàn)結(jié)果：見(jiàn)圖3。
從圖3中很容易看出，CO參與計(jì)算時(shí)，碳勢(shì)波動(dòng)和偏差均較小。
四、小結(jié)
綜合以上幾點(diǎn)，我們認(rèn)為熱處理滲碳設(shè)備采用爐蓋熱電偶主控溫度，氮-甲醇?xì)夥諠B碳，并采用連續(xù)按比例調(diào)節(jié)的方式調(diào)節(jié)爐內(nèi)碳勢(shì)對(duì)滲碳鋼深層滲碳的質(zhì)量有明顯積極的作用。
