渗碳时间计算

aaron01 · 发表于 2013-6-26 08:57:19

昨天有人问我，按照扩散定律推导出来的渗层与时间关系公式如下图：
渗碳时间.jpg

按照这个公式，渗碳时间和渗层深度的平方成正比，以此类推，如果渗层1毫米的产品，工艺时间要10小时的话，渗层2毫米的同样材料同样零件，在同样工艺下需要40小时。
大家说说，这种理解对吗？为什么？

Adam · 发表于 2013-6-26 09:35:42

在所有的条件下，有这个趋势，
不过40小时在多数条件下还是多了些

我最近有新产品在其他条件不变的情况下，11小时513HV1=1.45mm，10小时513HV1=0.97mm

aaron01 · 发表于 2013-6-26 09:38:10

Adam 发表于 2013-6-26 09:35
在所有的条件下，有这个趋势，
不过40小时在多数条件下还是多了些

那如果是3毫米渗层呢？需要90个小时吗？
4毫米，需要160小时？

Adam · 发表于 2013-6-26 09:45:46

aaron01 发表于 2013-6-26 09:38
那如果是3毫米渗层呢？需要90个小时吗？
4毫米，需要160小时？

这个要问问龚工了或洛矿的朋友，
俺没有做过这么厚的，
大产品有渗碳一周以上甚至2周以上也很多的

Adam · 发表于 2013-6-26 09:46:58

渗层越是厚，这种关系应该会更明显一些（主观看法）

aaron01 · 发表于 2013-6-26 09:47:17

Adam 发表于 2013-6-26 09:45
这个要问问龚工了或洛矿的朋友，
俺没有做过这么厚的，
大产品有渗碳一周以上甚至2周以上也很多的 ...

那你往小了算，0.5毫米的渗层，你2.5小时搞定？

aaron01 · 发表于 2013-6-26 09:53:40

aaron01 发表于 2013-6-26 09:47
那你往小了算，0.5毫米的渗层，你2.5小时搞定？

再往小了算，如果0.2毫米的渗层要求，是多少时间？
0.4小时？ 24分钟？
靠不靠谱啊？

Adam · 发表于 2013-6-26 09:54:23

aaron01 发表于 2013-6-26 09:47
那你往小了算，0.5毫米的渗层，你2.5小时搞定？

550HV1=0.5mm 在0.5吨的炉子，冷速最大75
要5小时吧
550HV1=1.0mm 需要10.5小时，
0.65mm 需要6.5小时
这是大量数据的统计结果，还是超级准的（0.3-1.2mm基本是1小时0.1mm）
我认为在1.2mm以上，这种关系就不成立了，特别是比较厚的零件时间应该是很长很长

aaron01 · 发表于 2013-6-26 09:55:47

Adam 发表于 2013-6-26 09:54
550HV1=0.5mm 在0.5吨的炉子，冷速最大75
要5小时吧
550HV1=1.0mm 需要10.5小时，

跟厚薄没有关系，我们假定只讨论碳浓度分布曲线，不考虑淬火。不考虑冷却因素，只考虑渗碳后的零件碳浓度分布。

潇潇暮雨 · 发表于 2013-6-26 10:04:42

aaron01 发表于 2013-6-26 09:47
那你往小了算，0.5毫米的渗层，你2.5小时搞定？

我们0.30~0.80mm的产品，采用880渗碳后降温至810淬火，CHD即可搞到0.50~0.55

tom · 发表于 2013-6-26 10:25:56

我一般是这样估算渗碳时间的：(工艺层深/(0.4-0.6))²

aaron01 · 发表于 2013-6-26 10:48:50

呵呵，似乎各人有各人的经验计算方法哦，可是有没有想过，你们在用的这个经验是正确的吗？适用的条件和范围是什么？
换句话说吧，温度，碳势都影响，在这里我只想讨论1楼的公式，K是和温度、气氛有关的，假定在同样材料同样工艺下，这个K是固定值，在这种情况下，1楼的这个公式针对不同的硬化层深度都适用吗？

Adam · 发表于 2013-6-26 10:59:27

aaron01 发表于 2013-6-26 10:48
呵呵，似乎各人有各人的经验计算方法哦，可是有没有想过，你们在用的这个经验是正确的吗？适用的条件和范围 ...

这个在实际中很少人会使用一段式的

秦时明月 · 发表于 2013-6-26 11:05:13

tom 发表于 2013-6-26 10:25
我一般是这样估算渗碳时间的：(工艺层深/(0.4-0.6))²

还应和渗碳温度结合起来。

dqy · 发表于 2013-6-26 11:29:50

本帖最后由 dqy 于 2013-6-26 11:33 编辑

如果K 是稳定和已经知道的前提下，这个估算是可以的，但你的例子K=1 （这个不太可能）
K取决于温度 CP 和炉子的状况。

aaron01 · 发表于 2013-6-26 11:34:53

这是个很基础的问题，铁匠以为研究透了是很有好处的。
大家可能都知道有种渗碳模拟软件，其计算模型是什么？知道了这个就不难理解了。
在那个软件里，情况远远比现在的复杂，我是为了讨论简单化，才固定材料，固定温度，固定使用一段式工艺，只讨论时间和渗层深度两个因素。

aaron01 · 发表于 2013-6-26 11:36:12

dqy 发表于 2013-6-26 11:29
如果K 是稳定和已经知道的前提下，这个估算是可以的，但你的例子K=1 （这个不太可能）
K取决于温度 CP 和 ...

K不是1，K可以是任何值，同样材料，同样工艺下，两个K是相等的，约掉了。

upposition · 发表于 2013-6-26 11:41:58

aaron01 发表于 2013-6-26 11:36
K不是1，K可以是任何值，同样材料，同样工艺下，两个K是相等的，约掉了。 ...

看你的计算中没提到修正值，是太小的原因，忽略不计？

dqy · 发表于 2013-6-26 11:47:48

这个从数学上公式推理上看，可以省去，
但实际的推算结果好像有点问题。。

fjg · 发表于 2013-6-26 11:53:55

其实像我们一线操作工基本上都不会套用一个死公式来算时间的，基本上每个炉子在一段时间内看炉子的状况，还有碳势来具体算的，炉子的碳势不可能一直稳定。每个渗碳炉又是不一样的，所以我们都是结合实际来考虑的。

aaron01 · 发表于 2013-6-26 11:57:41

难道是公式不对？{:soso_e114:}
为什么所有人都会觉得这个公式的计算结果和实际经验数据相差很大呢？

tom · 发表于 2013-6-26 11:58:21

本帖最后由 tom 于 2013-6-26 11:59 编辑

无论怎样的计算方法，哪怕是模拟软件，最终得结合现场实际，比如检测中间试样(井式炉）。

aaron01 · 发表于 2013-6-26 12:00:31

tom 发表于 2013-6-26 11:58
无论怎样的计算方法，哪怕是模拟软件，最终得结合现场实际，比如检测中间试样(井式炉）。 ...

问你一个问题，一个你没做过的材料，要求在5毫米的地方碳浓度达到0.35%，你需要试验几次？

dqy · 发表于 2013-6-26 12:04:09

深层渗碳，软件的计算仅供参考，
深层渗碳，还没见过不采用过程样控制的。。个人意见！

孤鸿踏雪 · 发表于 2013-6-26 14:28:35

本帖最后由孤鸿踏雪于 2013-6-26 17:27 编辑

aaron01 发表于 2013-6-26 10:48
呵呵，似乎各人有各人的经验计算方法哦，可是有没有想过，你们在用的这个经验是正确的吗？适用的条件和范围 ...

不可能放之四海而皆准的软件或公式

Adam · 发表于 2013-6-26 15:01:36

本帖最后由 Adam 于 2013-6-26 15:16 编辑

tom 发表于 2013-6-26 10:25
我一般是这样估算渗碳时间的：(工艺层深/(0.4-0.6))²

你的单位是啥？
层深1mm 的话，取均值4小时吗？
层深0.5mm的话，1小时吗？

深层渗碳还是靠谱的

tom · 发表于 2013-6-26 15:55:03

1mm应该4-5h够了吧

随风飘飘 · 发表于 2013-6-26 15:56:52

渗层多少才是深层渗碳？
我这的渗碳：0.6-0.9mm2.5h ； 0.9-1.1mm3h ； 0.3-0.51h；1.2-1.5mm4h；

aaron01 · 发表于 2013-6-26 16:09:56

tom 发表于 2013-6-26 15:55
1mm应该4-5h够了吧

你说的这个4-5小时指的是什么？920C强渗加高温扩散时间的总和？
算不算降温和淬火前保温时间的？

aaron01 · 发表于 2013-6-26 16:18:49

什么叫单独渗碳时间？
单单说的是强渗时间吗？

tom · 发表于 2013-6-26 16:24:32

aaron01 发表于 2013-6-26 16:18
什么叫单独渗碳时间？
单单说的是强渗时间吗？

就是强渗+扩散时间

Adam · 发表于 2013-6-26 16:54:51

渗碳产品
一般按从进炉到出炉算渗碳周期，计算成本
纯工艺工艺时间渗碳一般分5步走的：强渗-降碳势-扩散-降温-等温

我爱大自然 · 发表于 2013-6-26 17:19:41

IPSEN多用炉920℃渗碳

在特定条件下是符合这个关系的。我曾经无聊统计过。dm代表渗层（单位mm，金相法）sqrt是平方根的意思。tm代表工艺时间（强渗+扩散，小时），采用minitab软件拟合直线关系。

孤鸿踏雪 · 发表于 2013-6-26 17:28:41

随风飘飘发表于 2013-6-26 15:56
渗层多少才是深层渗碳？
我这的渗碳：0.6-0.9mm2.5h ； 0.9-1.1mm3h ； 0.3-0.51h；1.2-1.5mm4h； ...

据介绍，渗碳层深度在1.50以上才可称得上深层渗碳

沧海一声笑 · 发表于 2013-6-26 20:24:48

孤鸿踏雪发表于 2013-6-26 17:28
据介绍，渗碳层深度在1.50以上才可称得上深层渗碳

层深越深可控度越难！！软件模拟只是一个参考，具体还得根据设备，气氛，温度，碳势以及其它影响因素的影响而定.

笑靥 · 发表于 2013-6-26 21:55:23

以前，做过要求渗层1.8-2.0MM，
材料12CrNi4mo
温度930t装炉
排气20min,温度930，碳势1.00
强渗14H，温度930，碳势1.20
扩散5H-7H，温度930，碳势0.98
降温30min，温度860,碳势0.96，这个时间差不多19-21H

miaozhengxiong · 发表于 2013-6-27 01:53:16

Adam 发表于 2013-6-26 09:54
550HV1=0.5mm 在0.5吨的炉子，冷速最大75
要5小时吧
550HV1=1.0mm 需要10.5小时，

1.0mm要10个小时，是渗碳时间吗？还是说做一炉产品的总时间？

Adam · 发表于 2013-6-27 07:54:04

miaozhengxiong 发表于 2013-6-27 01:53
1.0mm要10个小时，是渗碳时间吗？还是说做一炉产品的总时间？

一般说多少时间
就是指产品产品进多用炉到产品出多用炉时间

aaron01 · 发表于 2013-6-27 09:11:51

呵呵，看来大家对纯数学的公式推导都没什么兴趣，由于这个计算非常复杂，铁匠也就不在这里啰嗦了，有兴趣了解的朋友，可以去看潘健生老师的热处理工艺学一书，论坛里资料区有这本书。http://www.rclhome.net/forum.php?mod=viewthread&tid=1158
分享个东西给大家吧，

temperature-time-case depth.pdf (85.21 KB, 下载次数: 49)

孤鸿踏雪 · 发表于 2013-6-27 11:03:25

沧海一声笑发表于 2013-6-26 20:24
层深越深可控度越难！！软件模拟只是一个参考，具体还得根据设备，气氛，温度，碳势以及其它影响因素的影 ...

赞同！我曾在BBS发过一个关于“MBA情结”的帖子，在实际生产中希望找到一种通用性良好的计算公式或软件可以理解，但我不相信有放之四海而皆准的万能公式

秦时明月 · 发表于 2013-6-27 11:18:23

本帖最后由秦楼明月于 2013-6-27 18:37 编辑

现正在做一要求有效硬化层5.0-5.5的，外径1500的螺伞从动轮。

潇潇暮雨 · 发表于 2013-6-27 11:29:53

秦楼明月发表于 2013-6-27 11:18
现正在做一要求有效硬化层5.5-5.5的，外径1500的螺伞从动轮。

期待分享楼主的成果

沧海一声笑 · 发表于 2013-6-27 18:03:45

秦楼明月发表于 2013-6-27 11:18
现正在做一要求有效硬化层5.5-5.5的，外径1500的螺伞从动轮。

恐怕挺难吧？就5.5mm没有控制范围？？

秦时明月 · 发表于 2013-6-27 18:38:50

本帖最后由秦楼明月于 2013-6-27 18:41 编辑

沧海一声笑发表于 2013-6-27 18:03
恐怕挺难吧？就5.5mm没有控制范围？？

没注意检查，是5.0-5.5.今天又进一炉4.0-4.5的。

cnszgong · 发表于 2013-6-27 18:49:54

秦楼明月发表于 2013-6-27 18:38
没注意检查，是5.0-5.5.今天又进一炉4.0-4.5的。

什么材料的零件？

秦时明月 · 发表于 2013-6-27 20:03:11

cnszgong 发表于 2013-6-27 18:49
什么材料的零件？

4.0-4.5的是20CrMnMo，5.0-5.5的是17CrNiMo6。

cnszgong · 发表于 2013-6-27 20:04:42

秦楼明月发表于 2013-6-27 20:03
4.0-4.5的是20CrMnMo，5.0-5.5的是17CrNiMo6。

4.0-4.5的是20CrMnMo 大概要130小时以上吧。
5.0-5.5的是17CrNiMo6 170小时都不止哦。

秦时明月 · 发表于 2013-6-27 20:10:02

cnszgong 发表于 2013-6-27 20:04
4.0-4.5的是20CrMnMo 大概要130小时以上吧。
5.0-5.5的是17CrNiMo6 170小时都不止哦。 ...

现还在炉子渗着，用的工艺时间比你估计的要少点。

cnszgong · 发表于 2013-6-27 20:10:40

aaron01 发表于 2013-6-26 09:38
那如果是3毫米渗层呢？需要90个小时吗？
4毫米，需要160小时？

3毫米渗层估计60小时左右
4毫米估计需要100小时

cnszgong · 发表于 2013-6-27 20:13:38

秦楼明月发表于 2013-6-27 20:10
现还在炉子渗着，用的工艺时间比你估计的要少点。

呵呵我这是按照表面碳浓度来推算的。渗碳温度920度，强渗1.10、扩散0.85

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