Cum se controlează adâncimea stratului carburizat în timpul carburizării DC06?
La carburizarea DC06, adâncimea stratului carburizat (de obicei definită ca distanța de la suprafață până la punctul în care conținutul de carbon atinge 0,4% C) trebuie controlată prin manipularea coordonată a parametrilor procesului. Abordarea cheie este optimizarea parametrilor pe baza comportamentului de difuzie al atomilor de carbon în austenită, luând în considerare conținutul de carbon ultra -} scăzut de DC06 (C mai mic sau egal cu 0,008%). Următoarele sunt metode de control specifice și puncte cheie:
I. Factorii de influență de bază și logica de control
Adâncimea stratului carburizat este în esență adâncimea de difuzie a atomilor de carbon la temperaturi ridicate, care respectă legea de difuzie a lui Fick și este influențată în principal de trei parametri. Logica de control este următoarea:
Temperatura de carburizare
Cu cât temperatura este mai mare, cu atât este mai mare coeficientul de difuzie atomică de carbon (rata de difuzie crește exponențial). Temperatura de carburizare pentru DC06 este de obicei controlată între 880 și 930 grade (trebuie să fie peste temperatura de austenitizare a oțelului de 727 grade pentru a asigura dizolvarea carbonului în austenită).
Regula generală: pentru fiecare creștere a temperaturii de 10 grade, rata de difuzie crește cu aproximativ 25-30%. De exemplu, adâncimea carburizării la 930 grade timp de 2 ore este echivalentă cu efectul carburizării la 880 grade pentru 3-4 ore.
Timp de carburizare
La aceeași temperatură, adâncimea stratului carburizat este proporțională cu rădăcina pătrată a timpului (
δ ∝
t
).
Regula generală este că, pe măsură ce timpul crește, adâncimea crește, dar rata de creștere încetinește treptat (evitați prelungirea excesivă a timpului, ceea ce crește consumul de energie și îngroapă boabele). De exemplu, o adâncime țintă de 0,3 mm necesită 2-3 ore, în timp ce o adâncime țintă de 0,5 mm necesită 5-6 ore (la 900 de grade).
Carburizarea potențialului mediu de carbon
Potențialul de carbon (concentrația de carbon în atmosfera cuptorului) determină conținutul de carbon de suprafață și afectează indirect forța motrice pentru difuzie (cu atât este mai mare diferența de concentrație de carbon între suprafață și interior, cu atât difuzia este mai rapidă). Pentru carburizarea DC06, potențialul de carbon trebuie controlat între 0,8% și 1,2% C (un potențial ridicat de carbon accelerează difuzia inițială, dar un potențial prea mare de carbon poate duce cu ușurință la precipitații de carbură de rețea de suprafață). Ii. Metoda de control a proceselor etapizate
Pentru a controla cu precizie adâncimea și a evita defectele, carburizarea DC06 utilizează de obicei un proces de etapă -: „Carburizare intensivă + difuzie”:
Etapă de carburizare intensivă (îngroșare rapidă)
Scop: Stabiliți rapid o concentrație de carbon de suprafață ridicată pentru a oferi o forță motrice pentru difuzie profundă.
Parametri: temperatură 900-930 grade, potențial de carbon 1,0-1,2% C și durată 60-70% din totalul ciclului de carburizare.
De exemplu, pentru o adâncime țintă de 0,4 mm, 3 ore de carburizare intensă (920 grade) pot forma un strat preliminar carburizat de aproximativ 0,3 mm grosime.
Etapa de difuzie (adâncime uniformă)
Scop: Reduceți concentrația de carbon de suprafață (evitați carburile de rețea), neteziți gradientul de concentrație de carbon în stratul carburizat și asigurați -vă că adâncimea țintă este îndeplinită.
Parametri: temperatură identică cu carburizarea intensă (sau puțin mai mică cu 20-30 grade), potențialul de carbon 0,8-0,9% C și durata 30-40% din totalul ciclului de carburizare. De exemplu, pentru ținta menționată de 0,4 mm, o perioadă de difuzie de 1,5 ore (900 de grade) poate obține o adâncime finală de 0,4-0,45 mm, conținutul de carbon de suprafață redus la 0,8-1,0% C (pentru a evita Embrittlement).
Iii. Măsuri de control auxiliar
Controlul pre -}
Înainte de carburizare, evacuați cuptorul (mai puțin sau egal cu 10pa) pentru a reduce impuritățile precum oxigenul și azotul, prevenind oxidarea la suprafață a DC06 (care împiedică penetrarea carbonului).
Atunci când introduceți mediul de carburizare (cum ar fi un amestec de gaz natural + aer sau gaz de crăpătură de kerosen), monitorizați potențialul de carbon în timp real folosind o sondă de oxigen și controlați raportul de admisie într -o buclă închisă pentru a vă asigura că potențialul de carbon rămâne stabil în valoarea setată ± 0,05% C.
Optimizarea încărcării cuptorului
Foile/piesele DC06 trebuie stivuite cu atenție pentru a evita supraaglomerarea. Asigurați -vă că circulația uniformă a atmosferei cuptorului (în special în găurile orbe și canelurile de părți complexe) pentru a împiedica straturile carburizate localizate să fie prea superficiale sau prea adânci. Pentru DC06 subțire (mai puțin sau egal cu 1mm), un sistem de încărcare a cuptorului agățat poate fi utilizat pentru a reduce „efectul de umbră” (carburizare inadecvată la punctele de contact) la punctele de contact.
Calibrarea blocului de testare
Pentru fiecare lot de producție, în cuptorul sunt plasate blocuri de testare a aceluiași material și grosime ca DC06. După carburizare, adâncimea stratului carburizat este măsurată direct folosind metalografie (măcinarea secțiunii transversale și gravură). După comparație cu valoarea țintă, parametrii pentru următorul lot sunt bine reglați - (dacă adâncimea este prea superficială, timpul este prelungit cu 10-15%).