下面附表是該公司采用不同控溫方式的兩臺同類型設(shè)備的調(diào)試數(shù)據(jù)。
同時，我們從上表中也可以看出，隨著保溫時間的延長，爐膛內(nèi)的溫度越來越接近加熱區(qū)設(shè)定溫度。因此，采用爐外摔溫時，似沒使剛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℃)。這種情況可能導致的結(jié)果是，爐膛內(nèi)的溫度在很長時間內(nèi)均處在930℃以下，而只有當時間足夠長以后，隨著ΔT的減小，爐內(nèi)溫度才趨向于工藝溫度。這在實際生產(chǎn)中主要表現(xiàn)為：①滲碳溫度偏低，導致滲碳速度偏慢，不利于深層滲碳。②溫度偏差較大，滲碳速度可控性差，最終導致滲碳層深偏差大。
二、碳勢的控制方式
1．觀點
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實現(xiàn)對滲碳碳勢的調(diào)節(jié)，這里把這種碳勢控制方式稱之為通斷控制碳勢。
因為碳勢的形成需要一個過程，而這個過程往往造成碳勢調(diào)節(jié)的延時。所以，采用這種調(diào)節(jié)方式極易造成碳勢在一定時間內(nèi)過沖或過低，影響滲碳質(zhì)量。
本文要介紹的是一種目前在國外已經(jīng)應(yīng)用相當普遍的碳勢控制方法，這里稱之為連續(xù)控制碳勢。
連續(xù)控制碳勢包括兩個方面：一是通過比例閥的連續(xù)調(diào)節(jié)來實現(xiàn)富化劑的按不同比例連續(xù)滴人；二是通過比例閥的連續(xù)調(diào)節(jié)開實現(xiàn)空氣的按不同比例連續(xù)打人。
這種碳勢控制方式可以有效地避免通斷控制碳勢所造成的碳勢過沖或過低現(xiàn)象，從而保證爐內(nèi)碳勢的偏差在相當小的范圍內(nèi)。
實踐證明，采用連續(xù)碳勢控制的大型滲碳沒備，碳勢偏差可以控制在±0.02%CP。
2．試驗
下面是在某大型齒輪制造公司熱處理分廠所做的試驗：
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；
目標層深：6.0mm(550HV)；
采用工藝：930℃強滲115h(Cs＝1.20%)＋擴散35h(Cs＝0.85%)＋660℃回火＋850℃淬火＋200℃回火。
選用設(shè)備l：德國進口井式氣體滲碳爐；
碳勢控制方式：連續(xù)碳勢控制；
結(jié)果層深：6.1mm(550HV)：
金相組織：碳化物呈彌散分布的顆粒狀(見圖1)。
選用設(shè)備2：國產(chǎn)井式氣體滲碳爐；
碳勢控制方式：通斷碳勢控制；
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(見圖2)。
試驗表明，在同等試驗條件下，采用通斷碳勢控制方式的設(shè)備2較采用連續(xù)碳勢控制的設(shè)備1滲碳淬火后的碳化物組織形態(tài)差。
三、氮-甲醇氣氛在深層滲碳中的應(yīng)用
1．觀點
相對于其他吸熱性氣氛米說，氮-甲醇氣氛除了可以均勻爐內(nèi)碳勢外，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-甲醇氣氛在深層滲碳中的特殊應(yīng)用，即讓該氣氛中的CO參與碳勢的計算。
這種控制方法的特點是使用氧探頭或L探頭控制碳勢，CO參與計算，從而達到碳勢控制的最佳效果。
因為運用了氮-甲醇氣氛中的CO來參與計算，所以氣氛中的CO的百分含量對碳勢的穩(wěn)定起到了尤為重要的作用。而在氮-甲醇氣氛中，CO的百分含量取決于氮氣和甲醇裂解氣各自所占的百分比。在以往的資料中，推薦的最佳氮氣與甲醇分解產(chǎn)物的比例為：40%氮氣＋60%甲醇裂解氣。但實踐證明，在使用CO參與計算的方法控制碳勢時，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，這里不作說明。
2．試驗
為了進一步證明采用CO參與計算的方法控制碳勢的優(yōu)越性，某公司做了以下試驗。
選用設(shè)備：某公司大型井式氣體滲碳爐。
設(shè)備說明：采用氮-甲醇氣氛，異丙醇作為富化劑，紅外分析儀檢測爐內(nèi)CO百分含量，L探頭控制碳勢。
試驗方法：通過鋼箔測定兩種狀況下（即CO參與或不參與計算）爐內(nèi)碳勢的波動及與設(shè)定碳勢的偏差。
試驗結(jié)果：見圖3。
從圖3中很容易看出，CO參與計算時，碳勢波動和偏差均較小。
四、小結(jié)
綜合以上幾點，我們認為熱處理滲碳設(shè)備采用爐蓋熱電偶主控溫度，氮-甲醇氣氛滲碳，并采用連續(xù)按比例調(diào)節(jié)的方式調(diào)節(jié)爐內(nèi)碳勢對滲碳鋼深層滲碳的質(zhì)量有明顯積極的作用。
