CN113755789A - 减压渗碳工艺与设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种减压渗碳工艺与设备，涉及热处理技术领域，该减压渗碳设备包括容置炉体、热处理室、渗碳气源、压力控制装置和真空处理装置，容置炉体具有相互连通的前区和后区，热处理室设置在后区，真空处理装置与容置炉体连接，渗碳气源与热处理室连通，压力控制装置设置在热处理室内，用于控制热处理室内的压力至预设压力值，以使工件表面的碳浓度均匀分布。相较于现有技术，本发明额外设置有压力控制装置，能够实现对热处理室内渗碳气体的压力控制，进而能够控制工件表面的碳浓度，使得工件的表面碳浓度均匀分布，从而避免了产生残留的奥氏体，进而大幅提升了工件的质量。

Description

减压渗碳工艺与设备

技术领域

本发明涉及热处理技术领域，具体而言，涉及一种减压渗碳工艺与设备。

背景技术

在热处理领域，目前的渗碳工艺主要有两种：气氛渗碳和真空渗碳，采用气氛渗碳容易在处理品表面生成粒界氧化层，不利于工件的质量，并且为了避免积碳，在形成目标碳势(CP)之前需要相当长的时间，不利于工件的热处理效率的提高。同时，碳势(CP)控制一直被用于气氛渗碳，常规技术中气氛渗碳在大气压附近进行控制，效果较差。

为了解决上述问题，目前更加常用的是真空渗碳工艺，真空渗碳技术又称低压渗碳技术，是在低压(一般压力为0-30mbar)真空状态下，采用脉冲方式，向高温炉内通入渗碳介质(例如高纯乙炔)进行快速渗碳的工艺。然而，经发明人调研发现，真空渗碳是一种控制度较低的渗碳方式。这是因为其依赖于工件形状，所以会在工件的表面发生碳浓度不均匀的现象。特别是在具有锐角部的处理品的情况下，由于其前端附近的碳浓度高，所以可能会产生残留的奥氏体，影响工件的质量。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种减压渗碳工艺和设备，其能够减缓真空渗碳过程中出现的碳浓度不均的问题，从而提升工件的质量。

本发明的实施例可以这样实现：

在一方面，本发明提供了一种减压渗碳设备，包括容置炉体、热处理室、渗碳气源、压力控制装置和真空处理装置，所述容置炉体具有相互连通的前区和后区，所述热处理室设置在所述后区，用于加热工件，所述真空处理装置与所述容置炉体连接，用于对所述容置炉体和所述热处理室进行抽真空处理，所述渗碳气源与所述热处理室连通，用于向所述热处理室内通入渗碳气体，以对所述工件进行渗碳，所述压力控制装置设置在所述热处理室内，用于控制所述热处理室内的压力至预设压力值，以使所述工件表面的碳浓度均匀分布。

进一步地，所述热处理室上设置有渗碳气体进口和真空排气口，所述渗碳气源与所述渗碳气体进口连接，所述真空排气口与所述后区连通。

进一步地，所述压力控制装置包括压力计和控制阀，所述压力计设置在所述热处理室内，用于测定所述热处理室内的压力值，所述控制阀与所述压力计连接，并设置在所述渗碳气体进口或所述真空排气口上，用于调节进入所述热处理室内的渗碳气体流量或者调节流出所述热处理室的气体流量，以实现对所述热处理室内压力的控制。

进一步地，所述预设压力值小于或等于200pa。

进一步地，所述容置炉体上远离所述热处理室的一端设置有进料口，所述进料口与所述前区连通，用于供所述工件进入所述前区，且所述进料口上设置有前门。

进一步地，所述前区的下部还设置有冷却槽，所述冷却槽内填充有冷却油，并用于油冷所述工件。

进一步地，所述冷却槽内还设置有搅拌装置，所述搅拌装置用于搅动所述冷却油，以使所述冷却油受热均匀。

进一步地，所述前区的上部还设置有冷却风扇和热交换器，所述冷却风扇与所述容置炉体的内壁连接，所述热交换器与所述冷却风扇连接，用于与油冷产生的油烟进行热交换。

在另一方面，本发明提供了一种减压渗碳工艺，适用于如前述的减压渗碳设备，所述工艺包括：

将工件放入处于真空状态的热处理室；

对热处理室进行升温，以加热所述工件；

均热所述热处理室；

通过渗碳气源向所述热处理室通入渗碳气体，以对所述工件进行渗碳；

缓冷所述热处理室，并通过压力控制装置控制所述热处理室内的压力至预设压力值，以使所述工件表面的碳浓度均匀分布；

冷却所述工件。

进一步地，在将工件放入处于真空状态的热处理室的步骤之前，所述工艺还包括：

将工件放入前区；

通过真空处理装置对所述容置炉体进行抽真空处理。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本发明提供了一种减压渗碳工艺与设备，在容置炉体内设置有相互连通的前区和后区，热处理室设置在后区，用于加热工件，真空处理装置与容置炉体连接用于对容置炉体和热处理室同时进行抽真空处理，渗碳气源与热处理室连通，用于向热处理室内通入渗碳气体，实现对工件的渗碳操作，同时，压力控制装置设置在热处理室内，用于控制热处理室内的压力至预设压力值，从而使得工件表面的碳浓度均匀分布。相较于现有技术，本发明额外设置有压力控制装置，能够实现对热处理室内渗碳气体的压力控制，进而能够控制工件表面的碳浓度，使得工件的表面碳浓度均匀分布，从而避免了产生残留的奥氏体，进而大幅提升了工件的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明具体实施例提供的减压渗碳设备的整体结构示意图；

图2为图1中前区的结构示意图；

图3为图1中后区的结构示意图；

图4为热处理室内压力与工件表面碳浓度的关系示意图；

图5为热处理室内一定温度压力条件下保持时间与工件表面碳浓度的关系示意图；

图6为本发明实施例提供的减压渗碳工艺的步骤框图。

图标：100-减压渗碳设备；110-容置炉体；111-前区；113-后区；115-前门；117-真空排气管；130-热处理室；131-渗碳气体进口；133-真空排气口；135-隔热门；150-渗碳气源；160-压力控制装置；161-压力计；163-控制阀；170-真空处理装置；180-冷却槽；181-搅拌装置；183-冷却风扇；185-热交换器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明工件使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

正如背景技术中所公开的，现有的气氛渗碳工艺，一般以一氧化碳(CO)为主要的渗碳气体。在吸热型变成气的情况下，将一氧化碳调整为20％～24.5％，生成基本的渗碳气体。但是，由于基本气体中的碳势(以下称CP)较低，因此需要添加被称为富化气(丙烷等碳氢气体)的气体，从而增加了渗碳反应所需的一氧化碳浓度和氢浓度，并且降低CP时一般使用空气。这些反应通过停留在炉内的气体的各种反应来保持平衡状态。该CP管理及控制使用氧气浓度、二氧化碳浓度、水浓度，十分复杂。同时，气氛渗碳由于处理品在升温、均热及缓冷区域也会进行微妙地渗碳，因此根据升温、均热及缓冷履历，处理品之间会产生渗碳偏差。而且，由于氧成分介入热处理全部工序，所以在处理品表面上生成了粒界氧化层，影响工件质量。另外，作为特征的CP控制一般在0.6～1.2的广泛范围内被控制，从升温、均热时(低CP)到渗碳过程：CP0.8～1.2转移之前需要投入富化气(碳氢化合物：主要是丙烷)，如果快速投入的话，会产生产生积碳，因此需要微量投入，所以在形成目标CP之前需要相当长的时间，不利于渗碳效率的提高。并且，从渗碳工序到调整气氛工序(扩散工序)：CP0.6～0.7时，为了降低CP一般需要投入空气，过渡CP的差越大，在处理品表面就越容易产生粒界氧化层。而在调整气氛中使CP处于0.6～0.7之间的理由主要是极力防止残留奥氏体的产生，且具有一定硬度的碳浓度，故此处采用气氛渗碳难以保证工件的质量，同时渗碳效率较低。还有，气氛管理中的不纯成分，比如说，空气中的水分等，每天设备外围的环境不同，所以需要在气氛管理中进行露点管理，同时因为使用的渗碳气体是一氧化碳，所以必须进行排气处理和气体泄漏等安全管理，无疑使得整个渗碳过程更加复杂。

进一步地，出现了真空渗碳工艺，真空渗碳技术又称低压渗碳技术，是在低压(一般压力为0-30mbar)真空状态下，采用脉冲方式，向高温炉内通入渗碳介质(例如高纯乙炔)进行快速渗碳的工艺。然而，经发明人调研发现，真空渗碳是一种控制度较低的渗碳方式。这是因为其依赖于工件形状，所以会在工件的表面发生碳浓度不均匀的现象。特别是在具有锐角部的处理品的情况下，由于其前端附近的碳浓度高，所以可能会产生残留的奥氏体，影响工件的质量。

为了解决上述问题，本发明提供了一种新型的减压渗碳工艺和设备，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

具体实施例

结合参见图1至图3，本实施例提供了一种减压渗碳设备100，其能够减缓真空渗碳过程中出现的碳浓度不均的问题，从而提升工件的质量。

本实施例提供的减压渗碳设备100，包括容置炉体110、热处理室130、渗碳气源150、压力控制装置160和真空处理装置170，容置炉体110具有相互连通的前区111和后区113，热处理室130设置在后区113，用于加热工件，真空处理装置170与容置炉体110连接，用于对容置炉体110和热处理室130进行抽真空处理，渗碳气源150与热处理室130连通，用于向热处理室130内通入渗碳气体，以对工件进行渗碳，压力控制装置160设置在热处理室130内，用于控制热处理室130内的压力至预设压力值，以使工件表面的碳浓度均匀分布。

本实施例提供的减压渗碳设备100，在容置炉体110内设置有相互连通的前区111和后区113，热处理室130设置在后区113，用于加热工件，真空处理装置170与容置炉体110连接用于对容置炉体110和热处理室130同时进行抽真空处理，渗碳气源150与热处理室130连通，用于向热处理室130内通入渗碳气体，实现对工件的渗碳操作，同时，压力控制装置160设置在热处理室130内，用于控制热处理室130内的压力至预设压力值，从而使得工件表面的碳浓度均匀分布，进而能够控制工件表面的碳浓度，使得工件的表面碳浓度均匀分布，从而避免了产生残留的奥氏体，进而大幅提升了工件的质量。

在本实施例中，容置炉体110整体为耐真空的压力容器，其能够通过真空处理装置170进行整体的抽真空处理，同时热处理室130与容置炉体110处于连通状态，在利用真空处理装置170进行抽真空处理时，可以一并对热处理室130进行抽真空处理。本实施例中前区111为冷却区，后区113为加热区，容置炉体110的底部设置有真空排气管117，真空处理装置170与真空排气管117连接，从而实现对容置炉体110的抽真空处理，并且真空处理装置170可以通过设置在真空排气管117上的真空排气阀来控制抽真空动作的保持时间。需要说明的是，此处真空处理装置170可以是真空泵，也可以是其他抽真空的装置，在此不做具体限定。

在本实施例中，热处理室130的内壁由碳类材料构成。真空渗碳的特点是高温渗碳，所以碳材料更有利。而且，在CP控制的时候，由于混合了氧成分，如果不是碳类材料的话会产生还原反应，担心会对下一个循环产生影响。

在本实施例中，热处理室130上设置有渗碳气体进口131和真空排气口133，渗碳气源150与渗碳气体进口131连接，真空排气口133与后区113连通。具体地，渗碳气体进口131直接贯穿至容置炉体110的外部，且与容置炉体110的接口处密封，从而使得外部设置的渗碳气源150能够直接与渗碳气体进口131连接，实现渗碳气体的通入，从而对工件进行渗碳操作。优选地，渗碳气体进口131可以是多个，并设置在热处理室130的顶部，真空排气口133也为多个，并设置在热处理室130的底部，真空排气口133用于将热处理室130内的气体排出至容置炉体110，从而保证了热处理室130与容置炉体110处于同一真空状态。

需要说明的是，本实施例中所提及的真空状态，均是指的渗碳工艺中常规意义上的真空状态，其具体即为低压状态，对于其处于真空状态下的压力值，可参考现有的渗碳技术中对于真空状态的定义。

压力控制装置160包括压力计161和控制阀163，压力计161设置在热处理室130内，用于测定热处理室130内的压力值，控制阀163与压力计161连接，并设置在渗碳气体进口131或真空排气口133上，用于调节进入热处理室130内的渗碳气体流量或者调节流出热处理室130的气体流量，以实现对热处理室130内压力的控制。具体地，控制阀163可以是电磁阀，压力计161设置在热处理室130内，能够实时测定热处理室130内的压力值大小，同时，控制阀163设置在渗碳气体进口131或真空排气口133上，从而能够通过控制流入热处理室130的渗碳气体或流出热处理室130的渗碳气体来控制热处理室130内的压力大小，并在缓冷阶段和淬火前的阶段将热处理室130内的压力控制在预设压力值，保证工件表面的碳浓度均匀分布。

值得注意的是，本实施例中为了保证渗碳时热处理室130内的气氛不会大量逸散到容置炉体110内，此处可以在真空排气口133处额外设置电磁阀，在渗碳过程中关闭真空排气口133，以避免渗碳气体泄漏。同时，此时控制阀163可以通过控制渗碳气体进口131来实现对内部压力的调节。

需要说明的是，此处热处理室130内的压力值对渗碳过程中工件表面碳浓度的影响是由发明人经过实验确定，该实验也是现有技术中未进行记载的，在本实施例中，以甲醇作为渗碳气源150的供气，在甲醇分解气氛中(CH₃OH→CO+2H₂)，首先显示各减压条件下的表面碳浓度结果，图4是各减压时(55kPa abs及85kPa abs)的850℃和900℃的结果,其中abs表示绝对压力。在这个测试中，达到设定压力后，保持了2小时。另外，图5是在850℃/55kPaabs.的条件下，显示保持时间与表面碳浓度的关系。根据以上两个图表，知道温度、压力、保持时间和表面碳浓度是极为密切相关的。由于这种关系几乎是成比例的，所以可以很容易地进行运算。如果确定温度、压力、保持时间和表面碳浓度中的三个条件，则可以计算另一个因素。如果考虑一般热处理的话，设定温度、保持时间和表面碳浓度，则可计算出运转时的压力，即本实施例中提及的预设压力值。

通过使用上述技术，可以仅在甲醇分解气氛中设定CP值，也可在使用该CP控制工艺的渗碳中进行。但是，在最佳渗碳温度下，如果减压，则不适合使用在气氛处理中渗碳过程的CP。因此，本实施例基本上进行与真空渗碳相同的热处理，但是调整气氛渗碳特征时采用减压CP控制，进行气氛(扩散工序)部分的CP控制，来降低由于真空渗碳而引起的表面碳浓度的偏差，使得工件的表面碳浓度得以均匀分布。由于CP控制区域是整体热处理的一部分，所以在处理品表面产生的粒度氧化也可尽量减少。真空排气后投入CP控制用的气氛气体，可以大幅度去除成为杂质的气体成分。因为进入了充分的加热工序，所以露点特别低。

在本实施例中，预设压力值小于或等于200pa，优选地，可以将热处理室130内的压力控制在200pa左右，具体地，将热处理室130内的压力值控制在200pa，能够使得工件表面的碳浓度更加均匀。

在本实施例中，容置炉体110上远离热处理室130的一端设置有进料口，进料口与前区111连通，用于供工件进入前区111，且进料口上设置有前门115。同时，前区111内还设置有输送轨道，输送轨道上设置有输送料板，输送轨道连接前区111与后区113。在实际热处理时，可以通过打开前门115的方式将工件放置在输送料板上，然后关闭前门115，并利用输送料板将工件向后区113及热处理室130输送。

在本实施例中，前区111的下部还设置有冷却槽180，冷却槽180内填充有冷却油，并用于油冷工件。具体地，输送轨道还可以向下伸入到冷却槽180内，从而能够将加热、渗碳处理后的工件送入冷却槽180内进行油冷。

在本实施例中，冷却槽180内还设置有搅拌装置181，搅拌装置181用于搅动冷却油，以使冷却油受热均匀。具体地，搅拌装置181可以采用油搅拌机对冷却槽180内的冷却油进行搅拌，其中油搅拌机的旋转速度的选择可以决定油冷的均匀性。例如此处将电机用作旋转动力源，可通过变频器等使电机的旋转数发生变化，进而改变搅拌速度。其中高旋转速度提高了油的流动性，结果是冷却速度上升。但是，高速搅拌容易导致冷的地方和不易冷的地方的差距扩大，结果可能导致工件的硬度偏差。低旋转则是相反的，冷的地方和不易冷的地方的差距减小，更有利于冷却的均匀性，此处对于油搅拌机的具体转速不作限定，可以根据实际的需求进行设置。

在本实施例中，前区111的上部还设置有冷却风扇183和热交换器185，冷却风扇183与容置炉体110的内壁连接，热交换器185与冷却风扇183连接，用于与油冷产生的油烟进行热交换。具体地，工件进行淬火时会产生大量的油烟，从而使得炉内压力瞬间升高，此处通过热交换器185和冷却风扇183能够及时对油烟进行处理。

在本实施例中，热处理室130靠近前区111的一端还设置有隔热门135，隔热门135用于热隔离热处理室130和前区111，从而避免加热时热量大量逸散至前区111。同时，热处理室130靠近前区111的一端还可以设置有用于隔离气氛的隔离门，可以避免密封材料不良时热处理室130内的气氛气体泄漏到冷却区侧。而由于本申请中采用一氧化碳进行渗碳，在抽取工件时可能会造成泄漏，故可以在抽取工件前进行真空排气处理，以避免含有一氧化碳的气体在隔热门135开闭时不会泄漏到外部。

参见图6，本实施例还提供了一种减压渗碳工艺，适用于如前述的减压渗碳设备100，该工艺包括以下步骤：

S1：将工件放入前区111。

具体地，可以打开前门115，将工件通过前门115放入到前区111内的输送料板上，然后关闭前门115，使得整个容置炉体110处于密封状态。此时，热处理室130内部高温，且隔热门135处于关闭状态。

S2：通过真空处理装置170对容置炉体110进行抽真空处理。

具体地，在关闭前门115后，利用真空处理装置170对容置炉体110整体进行抽真空处理，由于热处理室130内通过真空排气口133与容置炉体110处于连通状态，故此时也可以利用真空处理装置170对热处理室130进行抽真空处理，使得容置炉体110和热处理室130整体处于真空状态。

在进行抽真空处理时，将容置炉体110抽真空至规定值，在一定时间内关闭真空排气阀，使得真空处理装置170停止抽真空动作。此时需要确认真空度的变化，目的是检查是否发生真空泄漏。如果规定的时间内真空度没有变化，则进入下一步。否则，会发出警报，进行检查。

S3：将工件放入处于真空状态的热处理室130。

具体而言，在检查完真空度确认没有问题后，可以打开隔热门135，将工件通过输送料板输送至热处理室130内，然后关闭隔热门135。由于此前采取了抽真空动作，使得容置炉体110和热处理室130整体均处于真空状态，故此时打开隔热门135不会对气压造成影响。同时在工件放入到热处理室130内后，可以关闭隔热门135、隔离门和真空排气口133，使得热处理室130整体处于密封状态。

S4：对热处理室130进行升温，以加热工件。

具体地，加热第一步首先在真空状态下加热，该目的是去除工件表面附着的蒸汽。加热第二步采用选择制，节能运转时，加热第二步同样是真空加热；在短时间内运行的情况下，则将惰性气体(氮气)送入到热处理室130内，启动热处理室130内的对流风扇，进行对流加热。此时，热处理室130内的气体的压力最好控制在80Kpa左右，以避免加热后的气体因为热膨胀而造成炉内压力上升而造成泄漏压力。同时投入的气体应采用密封式投入，避免密封部发生漏气现象。

S5：均热热处理室130。

具体而言，均热步骤与加热步骤一致，其保持一定时间，使得热处理室130内各处温差较小，实现对工件的均匀加热。

S6：通过渗碳气源150向热处理室130通入渗碳气体，以对工件进行渗碳。

具体而言，利用渗碳起源通入渗碳气体，从而执行渗碳步骤。在渗碳步骤中，为了使用真空渗碳中使用的气体，在均热步骤结束后，将炉内设置为真空状态。若前述加热步骤为真空加热，则热处理室130当然是真空状态，若前述加热步骤采用了对流加热，则需要进行抽真空处理，使得热处理室130处于真空状态。之后，从渗碳气体导入口导入渗碳气体。在使用乙炔气体的情况下，优选控制压力在从真空的粘性流动区域切换到中间区域的压力以下，即控制在200Pa以下。如果分子流的特性稍微起作用，处理品之间有间隙的话，则可以自由进出，可以减少渗碳花斑的产生。

S7：缓冷热处理室130，并通过压力控制装置160控制热处理室130内的压力至预设压力值，以使工件表面的碳浓度均匀分布。

具体而言，在缓冷步骤中，在惰性气体气氛下进行真空排气。通过使炉内处于真空状态，极力去除杂质成分。之后用滴注式渗碳进行说明，将甲醇投入至炉内高温部，使其气化。另外，为了形成目标CP，也可以预先升压至预设的压力。滴注式的情况下，由于甲醇的汽化潜热，炉内温度有下降的倾向，所以可在缓冷步骤中添加气氛。气氛调整后，控制淬火前保持温度和预设压力值。其中淬火前保持的时间是预先根据温度/压力/CP的3个条件计算的时间。

S8：冷却工件。

具体而言，在设定的CP控制时间完成后，进行一次炉内真空排气，然后利用冷却槽180对工件进行冷却。

油冷时，从炉内压力(例如70kPa、50kPa、30kPa、10kPa)中选择，注意这里的压力最高也不会接近大气压。理由是加热的工件投入油中会产生油烟，这样会导致炉内压力会瞬间上升。如果在1个大气压以下，油烟也不会排出到炉外，避免炉内压力过高而对炉气外泄造成压力。关于该压力，在压力高的情况下，由于蒸汽膜切断的温度高，所以处理品在高温下的冷却能力变高。但是，在运送处理品时，除了增加辐射散热外，对流产生的热量随着压力的增加而增加。相反，真空侧在高温部蒸汽膜切断的温度变低，所以冷却很慢。但是，对流散热少，作为油烟的对策，此处可以启动冷却风扇183和热交换器185，以使得飞舞的油烟被冷却，降低上升了的炉内压。

综上所述，本实施例提供了一种减压渗碳设备100和工艺，在容置炉体110内设置有相互连通的前区111和后区113，热处理室130设置在后区113，用于加热工件，真空处理装置170与容置炉体110连接用于对容置炉体110和热处理室130同时进行抽真空处理，渗碳气源150与热处理室130连通，用于向热处理室130内通入渗碳气体，实现对工件的渗碳操作，同时，压力控制装置160设置在热处理室130内，用于控制热处理室130内的压力至预设压力值，从而使得工件表面的碳浓度均匀分布。相较于常规的渗碳技术，本实施例能够实现对热处理室130内渗碳气体的压力控制，进而能够控制工件表面的碳浓度，使得工件的表面碳浓度均匀分布，从而避免了产生残留的奥氏体，进而大幅提升了工件的质量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种减压渗碳设备，其特征在于，包括容置炉体、热处理室、渗碳气源、压力控制装置和真空处理装置，所述容置炉体具有相互连通的前区和后区，所述热处理室设置在所述后区，用于加热工件，所述真空处理装置与所述容置炉体连接，用于对所述容置炉体和所述热处理室进行抽真空处理，所述渗碳气源与所述热处理室连通，用于向所述热处理室内通入渗碳气体，以对所述工件进行渗碳，所述压力控制装置设置在所述热处理室内，用于控制所述热处理室内的压力至预设压力值，以使所述工件表面的碳浓度均匀分布。

2.根据权利要求1所述的减压渗碳设备，其特征在于，所述热处理室上设置有渗碳气体进口和真空排气口，所述渗碳气源与所述渗碳气体进口连接，所述真空排气口与所述后区连通。

3.根据权利要求2所述的减压渗碳设备，其特征在于，所述压力控制装置包括压力计和控制阀，所述压力计设置在所述热处理室内，用于测定所述热处理室内的压力值，所述控制阀与所述压力计连接，并设置在所述渗碳气体进口或所述真空排气口上，用于调节进入所述热处理室内的渗碳气体流量或者调节流出所述热处理室的气体流量，以实现对所述热处理室内压力的控制。

4.根据权利要求1或3所述的减压渗碳设备，其特征在于，所述预设压力值小于或等于200pa。

5.根据权利要求1所述的减压渗碳设备，其特征在于，所述容置炉体上远离所述热处理室的一端设置有进料口，所述进料口与所述前区连通，用于供所述工件进入所述前区，且所述进料口上设置有前门。

6.根据权利要求5所述的减压渗碳设备，其特征在于，所述前区的下部还设置有冷却槽，所述冷却槽内填充有冷却油，并用于油冷所述工件。

7.根据权利要求6所述的减压渗碳设备，其特征在于，所述冷却槽内还设置有搅拌装置，所述搅拌装置用于搅动所述冷却油，以使所述冷却油受热均匀。

8.根据权利要求6所述的减压渗碳设备，其特征在于，所述前区的上部还设置有冷却风扇和热交换器，所述冷却风扇与所述容置炉体的内壁连接，所述热交换器与所述冷却风扇连接，用于与油冷产生的油烟进行热交换。

9.一种减压渗碳工艺，适用于如权利要求1-8任一项所述的减压渗碳设备，其特征在于，所述工艺包括：

将工件放入处于真空状态的热处理室；

对热处理室进行升温，以加热所述工件；

均热所述热处理室；

通过渗碳气源向所述热处理室通入渗碳气体，以对所述工件进行渗碳；

缓冷所述热处理室，并通过压力控制装置控制所述热处理室内的压力至预设压力值，以使所述工件表面的碳浓度均匀分布；

冷却所述工件。

10.根据权利要求9所述的减压渗碳工艺，其特征在于，在将工件放入处于真空状态的热处理室的步骤之前，所述工艺还包括：

将工件放入前区；

通过真空处理装置对所述容置炉体进行抽真空处理。

Images