Як контролювати глибину карбюризованого шару під час карбюризації DC06?
При карбюризації DC06 глибина карбюризованого шару (як правило, визначається як відстань від поверхні до точки, де вміст вуглецю досягає 0,4% С), слід керувати за допомогою скоординованого маніпулювання параметрами процесу. Ключовим підходом є оптимізація параметрів на основі дифузійної поведінки атомів вуглецю в аустеніті, враховуючи Ultra - вміст низького вуглецю в DC06 (C менше або дорівнює 0,008%). Нижче наведено конкретні методи управління та ключові моменти:
I. Основні фактори, що впливають на та контрольну логіку
Глибина карбюризованого шару, по суті, є глибиною дифузії атомів вуглецю при високих температурах, що слідує за законом про дифузію Фіка і в основному впливає три параметри. Логіка управління така:
Температура карбюризації
Чим більша температура, тим більший коефіцієнт атомної дифузії вуглецю (швидкість дифузії збільшується експоненціально). Температура карбюризації для DC06, як правило, контролюється між 880 та 930 градусами (потрібно було вище температури аустенітизації сталі 727 градусів для забезпечення розчинення вуглецю в аустеніті).
Загальне правило: на кожні 10 градусів підвищення температури швидкість дифузії збільшується приблизно на 25-30%. Наприклад, глибина карбюризації при 930 градусах протягом 2 годин еквівалентна ефекту карбузизації на 880 градусів протягом 3-4 годин.
Час карбюризації
При тій же температурі глибина карбюризованого шару пропорційна квадратному кореню того часу (
δ ∝
t
).
Загальне правило полягає в тому, що зі збільшенням часу глибина збільшується, але швидкість збільшення поступово сповільнюється (уникайте надмірного продовження часу, що збільшує споживання енергії та пригнічує зерна). Наприклад, цільова глибина 0,3 мм потребує 2-3 годин, тоді як цільова глибина 0,5 мм потребує 5-6 годин (при 900 градусах).
Карбюризуючий потенціал середнього вуглецю
Вуглецевий потенціал (концентрація вуглецю в атмосфері печі) визначає поверхневий вміст вуглецю і опосередковано впливає на рушійну силу дифузії (чим більша різниця концентрації вуглецю між поверхнею та внутрішньою частиною, тим швидше дифузії). Для карбюризації DC06 потенціал вуглецю слід контролювати між 0,8% до 1,2% С (високий потенціал вуглецю прискорює початкову дифузію, але занадто високий потенціал вуглецю може легко призвести до опадів карбіду поверхневої мережі). Ii. Поетапний метод управління процесом
Щоб точно контролювати глибину та уникнути дефектів, DC06 Carburizing зазвичай використовує два етапі етапі-: "Інтенсивна карбюризація + дифузія":
Інтенсивна стадія карбюризації (швидке потовщення)
Призначення: швидко встановити високу концентрацію вуглецю з високою поверхнею, щоб забезпечити рушійну силу для глибокої дифузії.
Параметри: температура 900-930 градусів, потенціал вуглецю 1,0-1,2% С та тривалість 60-70% від загального циклу карбуризації.
Наприклад, для цільової глибини 0,4 мм 3 години інтенсивного карбюризації (920 градусів) може утворювати попередній карбюризований шар товщиною приблизно 0,3 мм.
Етап дифузії (рівномірна глибина)
Призначення: зменшити концентрацію поверхневого вуглецю (уникайте мережевих карбідів), гладити градієнт концентрації вуглецю в карбюризованому шарі та забезпечити дотримання глибини цілі.
Параметри: температура, ідентична інтенсивному карбюризації (або трохи нижча на 20-30 градусів), вуглецевому потенціалу 0,8-0,9% С та тривалістю 30-40% від загального циклу карбюризації. Наприклад, для вищезгаданої цілі 0,4 мм 1,5-годинний період дифузії (900 градусів) може досягти кінцевої глибини 0,4-0,45 мм, при цьому вміст вуглецю поверхневого вуглецю зменшився до 0,8-1,0% C (щоб уникнути виховання).
Iii. Заходи допоміжного управління
До - вакуумний та атмосфера контролю
Перед карбюризацією евакуюйте печі (менше або дорівнює 10PA) для зменшення домішок, таких як кисень та азот, запобігаючи поверхневому окисленню DC06 (що перешкоджає проникненню вуглецю).
При введенні карбюризуючого середовища (наприклад, повітряної суміші природного газу + повітря або гас -розтріскування газу), контролюйте вуглецевий потенціал у режимі реального часу за допомогою кисневого зонда та контролю співвідношення споживання у закритому циклі, щоб переконатися, що потенціал вуглецю залишається стабільним у встановленому значенні ± 0,05% C.
Оптимізація завантаження печі
Листи/деталі DC06 слід ретельно складати, щоб уникнути переповненості. Забезпечте рівномірну циркуляцію атмосфери печі (особливо у сліпих отворах та канавках складних деталей), щоб запобігти локалізованим карбуризованим шарам занадто неглибоким або занадто глибоким. Для тонкого DC06 (менше або дорівнює 1 мм), для зменшення "ефекту тіні" (неадекватна карбюризація в точках контактів у точках контактів може бути використана система навантаження на підвісну печі.
Калібрування тестового блоку
Для кожної виробничої партії випробувальні блоки того ж матеріалу та товщини, що і DC06, розміщуються в печі. Після карбюризації глибина карбюризованого шару безпосередньо вимірюється за допомогою металографії (шліфування поперечного перерізу та травлення). Після порівняння з цільовим значенням параметри для наступної партії є тонкими - налаштованими (якщо глибина занадто неглибока, час продовжується на 10-15%).