[发明专利]一种碳氮共渗热处理碳势的实时验证方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳势测定技术领域，特别是涉及一种碳氮共渗热处理碳势的实时验证方法。

背景技术

可控气氛热处理炉是采用渗碳或氰化工艺对工件表面进行表面强化的设备，其温度和碳势控制的准确性将直接影响到零部件表面改性层的性能。

现有技术中，炉内碳势的测量方法主要有直接测量和间接测量两种，所谓直接测量就是用低碳钢箔在含碳气氛中的平衡碳量来表示。具体测量方法如下：当炉内碳势稳定以后，将用铁丝系着的钢箔从带水冷套的取样孔放入炉内，然后拧上螺盖；经过30~45min后取掉样孔的螺盖，用石棉布堵住其口，将铁丝取出；把钢箔在水冷套中充分冷却2~3min后（防止氧化脱碳）取出，擦去钢箔表面的碳黑；然后用称重法确定其含碳量（C%），则此含碳量就为炉气的碳势（C_η）。用万分之一的天平称重即可准确地计算出炉气碳势值，其计算公式如下：C_η（C%）=｜W₁×a%+(W₂-W₁)/W₂｜×100%，式中：W₁为钢箔渗碳前的重量；W₂为钢箔渗碳后的重量；a%为钢箔渗碳前的原始含碳量。

当工件需要进行碳氮共渗热处理时，由于氮原子的存在，采用称重法就无法准确测出炉内碳势；此外，钢箔在制样过程中由于氧化、增碳、缺损等情况易导致检测结果不准确，实际应用时参考性较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是碳氮共渗热处理时炉内碳势无法准确测定，克服现有技术的缺点，提供一种碳氮共渗热处理碳势的实时验证方法，可有效对碳氮共渗热处理时的碳势进行实时验证，有利于实现对碳势的精确控制。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种碳氮共渗热处理碳势的实时验证方法，该方法步骤如下：

S1、选用低碳钢片，钢片供货状态为冷轧态；

S2、钢片在进入热处理炉前先进行表面清洗；

S3、通过取样装置将钢片从热处理炉炉顶的取样孔放入炉内，让钢片随热处理工艺进行处理，保持30~45min，拉到取样装置内缓冷2~3min取出；

S4、钢片进行表面清洗，并干燥、破碎；

S5、用万分之一天平称好样品，输入电脑，按选定的分析操作方式进行红外碳硫分析，分析C、S含量。

本发明的有益效果是：本发明利用低碳钢片在热处理炉内保温一段时间，使钢片与炉内碳势基本达到平衡，再通过红外碳硫分析法精确测量钢片经过碳氮共渗后的碳含量，由此来表征当时状态下炉内的实际碳势，将此数值与当时测量状态下的碳势控制值进行比较分析验证，以在碳氮共渗热处理工艺时对炉内碳势达到精确控制的目的。本发明工艺简单、可操作性强、免维护，可有效对碳氮共渗热处理碳势进行实时验证，有利于实现对碳势的精确控制。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，步骤S1中的钢片采用08、08F或08A1优质碳素钢。

前所述的一种碳氮共渗热处理碳势的实时验证方法，步骤S1中的钢片厚度等于或小于0.1mm，且厚度偏差小于0.01mm。

前所述的一种碳氮共渗热处理碳势的实时验证方法，步骤S1中的钢片表面要求光亮、无氧化和锈蚀，钢片边缘无毛边、毛刺。

前所述的一种碳氮共渗热处理碳势的实时验证方法，步骤S2中钢片在清洗之前先用金相砂纸打磨钢片表面。

前所述的一种碳氮共渗热处理碳势的实时验证方法，步骤S2和步骤S4中钢片的清洗采用分析纯丙酮或专用清洗剂进行清洗。

前所述的一种碳氮共渗热处理碳势的实时验证方法，步骤S3中钢片要等热处理炉炉内碳势达到设定值后再放入。

前所述的一种碳氮共渗热处理碳势的实时验证方法，步骤S3中的取样装置包括冷却套管和铁丝，铁丝系在钢片上，冷却套管位于取样孔处。

（1）本发明中钢片表面先进行打磨，用分析纯或专用清洗剂清洗，保持清洁、无氧化和锈蚀，无毛边和毛刺，以免由于氧化、增碳、缺损等导致检测结果不准确；

（2）本发明中钢片要待热处理炉内碳势达到设定值再放入，以便通过钢片能够得到最接近碳势控制值的碳势实时测量值，提高检测准确性。

具体实施方式

本实施例提供的一种碳氮共渗热处理碳势的实时验证方法，步骤如下：

S1、选用08优质碳素钢作为低碳钢片，钢片供货状态为冷轧态，厚度为0.1mm，且厚度偏差小于0.01mm，表面要求光亮、无氧化和锈蚀，边缘无毛边、毛刺；