(1)真空滲碳技術(shù)解決內(nèi)氧化原理

由于真空滲碳是在遠(yuǎn)低于大氣壓10kPa (760Torr)的壓力下完成的，低壓真空滲碳的典型氣壓范圍是400～666 (3～5Torr)，真空條件使得碳原子更容易向鋼材表面轉(zhuǎn)移；同時(shí)因?yàn)椴淮嬖跉怏w滲碳工藝中的水煤氣反應(yīng)，因而也就沒有內(nèi)氧化現(xiàn)象。

(2)應(yīng)用實(shí)例

汽車變速器齒輪與軸齒，原采用常規(guī)滲碳淬火工藝，由于滲碳?xì)夥蛰d氣中存在氧和氧化物，內(nèi)氧化現(xiàn)象無法避免，同時(shí)熱處理畸變較大。

例1，輸出軸，材料20MnCr5，熱處理技術(shù)要求：表面與心部硬度分別為680～780HV30和350～480HV30，有效硬化層深度（硬度550HV1）為0.7～1.0mm。

1)工藝。滲碳溫度950℃，加熱和均溫時(shí)間50min；滲碳時(shí)間10.13min；擴(kuò)散時(shí)間78.87min；淬火介質(zhì)為高純度氮?dú)?；淬火壓?MPa；淬火時(shí)間10min；富化率為13.81mg/h·cm²；回火溫度150℃；回火時(shí)間2.5h。

2)檢驗(yàn)結(jié)果。表面與心部硬度分別為725～727HV30和434～442HV30；齒面有效硬化層深度為0. 788mm (550HV1)；齒面金相組織為碳化物（1級）+殘留奧氏體（2級）+馬氏體（2級），無明顯的非馬氏體組織；檢查三處軸徑變形（徑向跳動(dòng)）分別為0. 021～0.045mm、0. 029～0. 089mm和0.041～0. 054mm。

例2，從動(dòng)錐齒輪，材料16MnCr5，熱處理技術(shù)要求：表面與心部硬度分別為680～780HV30和320～480HV30，有效硬化層深度（硬度510 HV1）為0.5～0. 8mm。

1)工藝。滲碳溫度950℃，加熱和均溫時(shí)間50min；滲碳時(shí)間9.25min；擴(kuò)散時(shí)間49.75min；淬火介質(zhì)為高純度氮?dú)?；淬火壓?.5MPa；淬火時(shí)間15min；回火溫度150℃；回火時(shí)間3h。

2)檢驗(yàn)結(jié)果。表面與心部硬度分別為720～729HV30和350～356HV30；齒面有效硬化層深度為0.64mm (550HVl)；齒面金相組織為碳化物（1級）+殘留奧氏體（2級）+馬氏體(2級)，無明顯的非馬氏體組織；熱處理變形：外平面平面度<0.05mm，內(nèi)平面平面度<0.10mm，內(nèi)孔圓度<0.05mm。

例3，采用低壓真空滲碳不僅徹底解決了內(nèi)氧化問題，而且低壓滲碳設(shè)備的應(yīng)用溫度達(dá)到1050℃，可以在不使鋼材晶粒度明顯增大、不影響零件力學(xué)性能的條件下，提高滲碳速度，從而大幅度提高了滲碳速度，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了能源。

1)滲碳設(shè)備為低壓真空滲碳設(shè)備，材料20CrMnMo、20Cr、20Ni4A，滲碳工藝條件及要求：滲碳溫度980℃；滲碳層深度0.80mm；表面碳濃度0.84%。

2)檢測結(jié)果。滲碳層深度為0.82mm；表面碳濃度0.85%；碳濃度梯度分布與模擬曲線基本吻合。經(jīng)過滲碳淬火的齒輪，表面為金屬原色，滲層無內(nèi)氧化情況，組織細(xì)而均勻，達(dá)到了理想的狀態(tài)。