智能真空滲碳淬火技術
一、技術名稱：智能真空滲碳淬火技術
二、技術所屬領域及適用范圍：通用機械行業有滲碳熱處理工藝需求的企業
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
2012年我國熱處理生產總量約為2000萬噸，其中滲碳處理約占1/8，在250萬噸左右。滲碳處理的主要設備包括井式爐、箱式多用爐和真空滲碳爐，其中井式滲碳約125萬噸、箱式滲碳約123.75萬噸、真空滲碳約1.25萬噸。井式爐單位電耗最高，箱式多用爐次之，真空滲碳爐最低。根據JB/T50182-1999《箱式多用熱處理爐能耗分等》，箱式多用路的一等可比單耗指標為bk≤440kWh/t，而真空滲碳爐的可比單耗為bk=265kWh/t。真空滲碳爐相對箱式多用爐節能量約61kgce/t，減排量約161kgCO2/t。目前應用該技術可實現節能量1萬tce/a，CO2減排約3萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
真空滲碳是一種真空熱處理工藝。由于滲碳在真空環境中進行，可以精確控制碳勢，工件表面潔凈，有利于碳原子的吸附和擴散，實現高溫滲碳速度的提高。相對于普通滲碳，可將滲碳時間縮短50%以上，大幅節約電能。在真空環境下，還可有效避免氧化性氣體與工件表面合金元素發生晶間氧化，提高工件的耐磨性和疲勞性能，同時實現對細孔等內表面的滲碳，使整批工件獲得均勻一致的表面碳濃度和滲碳層厚度。
智能型真空滲碳淬火爐采用計算機控制系統對溫度、時間、滲碳氣體流量和壓力四個重要參數進行精確控制，保證爐體內溫度均勻性和氣氛均勻性良好，使滲碳工件獲得最小的滲層深度誤差和合理的晶相組織分布。同時在計算機控制下，滲碳劑可由多通路多噴嘴以精確流量進入爐內，分布面廣且均勻，充分發生裂解和滲碳反應，不會產生過多游離碳，有效減少碳黑對爐體的污染。
2.關鍵技術
（1）氣氛流量控制技術；
（2）減少炭黑污染技術。
3.工藝流程
工件→清洗→生成或編制工藝→裝爐→真空滲碳→淬火或冷卻。其結構圖及自動控制系統示意圖分別見圖1和圖2。
五、主要技術指標
1.電耗：265kWh/t
2.最高工作溫度：1300oC；
3.爐溫均勻性：≤±5oC；
4.極限真空度：≤4×10-1Pa；
5.壓升率：≤0.65 Pa/h；
6.淬火轉移時間：≤25S；
7.氣體壓力：≤12bar；
8.硬化層深度偏差：≤±0.1mm。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術于2010年通過國家電爐質量監督檢驗中心的檢驗，于2012年通過了中國熱處理行業協會組織的鑒定，并獲得多項國家實用新型專利。目前已有10余臺智能真空滲碳淬火爐在國內機械行業中應用。
七、推廣前景和節能減排潛力
目前，國內熱處理行業中真空滲碳占全部真空滲碳的市場比例很小，不足1%。隨著國內市場的迅速發展，真空滲碳淬火爐年需求量約30臺。預計未來5年，該技術預計推廣比例15%，可形成的年節能能力10萬tce，年減排潛力26萬tCO2。
