כיצד לשלוט בעומק השכבה הקרבורנית במהלך קרבורת DC06?
כאשר יש לשלוט על DC06 קרבורני DC06, עומק השכבה הקרבורני (המוגדר בדרך כלל כמרחק מהשטח לנקודה בה תכולת הפחמן מגיעה ל 0.4% C) יש לשלוט באמצעות מניפולציה מתואמת של פרמטרי התהליך. גישת המפתח היא לייעל את הפרמטרים המבוססים על התנהגות הדיפוזיה של אטומי פחמן באוסטניט, תוך התחשבות בתכולת הפחמן הנמוכה של DC06 (C פחות או שווה ל 0.008%). להלן שיטות בקרה ספציפיות ונקודות מפתח:
I. גורמים משפיעים על ליבה והיגיון בקרה
עומק השכבה הקרבורנית הוא למעשה עומק הדיפוזיה של אטומי הפחמן בטמפרטורות גבוהות, העוקב אחר חוק הדיפוזיה של פיק ומושפע בעיקר משלושה פרמטרים. היגיון הבקרה הוא כדלקמן:
טמפרטורת קרבורת
ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך מקדם הדיפוזיה האטומי הפחמן גדול יותר (קצב הדיפוזיה עולה באופן אקספוננציאלי). טמפרטורת הקרבורת עבור DC06 נשלטת בדרך כלל בין 880 ל- 930 מעלות (צריכה להיות מעל טמפרטורת האוסטניטיזציה של הפלדה של 727 מעלות כדי להבטיח פירוק פחמן באוסטניט).
הכלל הכללי: עבור כל עלייה של 10 מעלות בטמפרטורה, קצב הדיפוזיה עולה בכ- 25-30%. לדוגמה, עומק הקרבורנות בגובה 930 מעלות למשך שעתיים שווה להשפעה של קרבורנות על 880 מעלות למשך 3-4 שעות.
זמן קרבורן
באותה טמפרטורה, עומק השכבה הפחורה הוא פרופורציונלי לשורש הריבוע של הזמן (
δ ∝
t
).
הכלל הכללי הוא שככל שהזמן עולה, העומק עולה, אך קצב העלייה מאט בהדרגה (הימנע מהרחבת זמן מוגזמת של הזמן, מה שמגדיל את צריכת האנרגיה ומגלה את הדגנים). לדוגמה, עומק יעד של 0.3 מ"מ דורש 2-3 שעות, ואילו עומק יעד של 0.5 מ"מ דורש 5-6 שעות (ב 900 מעלות).
פוטנציאל פחמן בינוני מפריע
פוטנציאל פחמן (ריכוז פחמן באטמוספירת הכבשן) קובע את תכולת הפחמן לפני השטח ומשפיע בעקיפין על הכוח המניע לפיזור (כך ההבדל בריכוז הפחמן בין פני השטח לפנים, כך הדיפוזיה יותר). עבור קרבורציה של DC06, יש לשלוט בפוטנציאל הפחמן בין 0.8% ל 1.2% C (פוטנציאל פחמן גבוה מאיץ את ההתפשטות הראשונית, אך פוטנציאל פחמן גבוה מדי יכול להוביל בקלות לשקעים של קרביד רשת פני השטח). II. שיטת בקרת תהליכים מבוימת
כדי לשלוט במדויק בעומק ולהימנע מפגמים, DC06 Carburation המשתמש בדרך כלל בתהליך שלב של שני -: "קרבורציה אינטנסיבית + דיפוזיה":
שלב קרבורני אינטנסיבי (עיבוי מהיר)
מטרה: קבע במהירות ריכוז פחמן גבוה לפני השטח כדי לספק כוח מניע להתפשטות עמוקה.
פרמטרים: טמפרטורה 900-930 מעלות, פוטנציאל פחמן 1.0-1.2% C, ומשך 60-70% מכלל מחזור הפחמן.
לדוגמה, לעומק יעד של 0.4 מ"מ, 3 שעות של קרבורציה אינטנסיבית (920 מעלות) יכולות ליצור שכבה מקדימת של קרבורת בעובי 0.3 מ"מ.
שלב דיפוזיה (עומק אחיד)
מטרה: הפחיתו את ריכוז הפחמן של פני השטח (הימנע מקרבידי רשת), החלק את שיפוע ריכוז הפחמן בשכבה הפחורה והבטיח את עומק היעד.
פרמטרים: טמפרטורה זהה לפחיות אינטנסיביות (או מעט נמוכות יותר על 20-30 מעלות), פוטנציאל פחמן 0.8-0.9% C, ומשך 30-40% מכלל מחזור הפחמן. לדוגמה, עבור היעד של 0.4 מ"מ שהוזכר לעיל, תקופת דיפוזיה של 1.5 שעות (900 מעלות) יכולה להשיג עומק סופי של 0.4-0.45 מ"מ, כאשר תכולת הפחמן לפני השטח מופחתת ל -0.8-1.0% C (כדי להימנע מתפרקות).
III. אמצעי בקרת עזר
לפני - בקרת ואקום ואווירה
לפני התנור, פונה את הכבשן (פחות או שווה ל 10pa) כדי להפחית את הזיהומים כמו חמצן וחנקן, ומונע חמצון פני השטח של ה- DC06 (המעכב את חדירת הפחמן).
בעת הצגת המדיום הפחמי (כגון תערובת אוויר גז טבעי + או גז פיצוח נפט), עקוב אחר פוטנציאל הפחמן בזמן אמת באמצעות בדיקת חמצן, ובקרת יחס הצריכה בלולאה סגורה כדי להבטיח שפוטנציאל הפחמן יישאר יציב בערך הקבוע ± 0.05% C.
מיטוב העמסת תנור
יש לערום בזהירות גיליונות/חלקים של DC06 כדי להימנע מצפיפות יתר. הקפידו על זרימת אווירת תנור אחידה (במיוחד בחורים עיוורים וחריצים של חלקים מורכבים) כדי למנוע שכבות קרבורות מקומיות להיות רדודות מדי או עמוק מדי. עבור DC06 דק (פחות או שווה ל -1 מ"מ), ניתן להשתמש במערכת העמסת תנור תלויה כדי להפחית את "אפקט הצללים" (פגיעה לא מספקת בנקודות המגע) בנקודות המגע.
בדיקת כיול בלוק
עבור כל אצווה ייצור, מונחים גושי בדיקה מאותו חומר ועובי של ה- DC06. לאחר הקרבנות, עומק השכבה הקרבנית נמדד ישירות באמצעות מטאלוגרפיה (טחינת חתך הרוחב ותחריט). לאחר ההשוואה לערך היעד, הפרמטרים עבור האצווה הבאה הם בסדר - מכוונים (אם העומק רדוד מדי, הזמן מורחב ב- 10-15%).