GB/T 39194-2020
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标准简介
GB/T 39194-2020.Technical requirement of heat treatment for vacuum low pressure carburizing high pressure gas quenching.
1范围
GB/T 39194规定了具备双室结构，且高压气淬绝对压力达到2MPa的真空低压渗碳高压气淬热处理设备,及其工艺过程、质量控制和检验、安全卫生和环保等技术要求。
GB/T 39194适用于钢件采用乙炔、丙烷等烃基气体作为渗碳介质进行真空低压渗碳高压气淬的热处理工艺。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文.件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 150.1压力容器 第1部分:通用要求
GB/T 150.2压力容器第2部分:材料
GB/T 150.3压力容器第3部分:设计
GB/T 150.4压力容器第4部分:制造、检验和验收
GB/T 230.1金属材料洛氏硬度试验 第1部分:试验方法
GB 3095环境空气质量标准
GB/T 4340.1金属材料 维氏硬度试验 第 1部分:试验方法
GB/T 4844纯氦 、高纯氦和超纯氦
GB 4962氢气使用安全技术规程
GB/T 5216保证淬 透性结构钢
GB/T 5959.1电 热和电磁处理装置的安全第 1部分:通用要求
GB 5959.4电热装置的安全第4部分:对电阻加热装置的特殊要求
GB 6819溶解乙炔
GB/T 7232金属 热处理工艺术语
GB/T 9450钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核
GB/T 9452热处 理炉有效加热区测定方法
GB/T 10066.1电 热和电磁处理装置的试验方法第1部分:通用部分
GB/T 10066.4电 热设备的试验方法第4部分:间接电阻炉
GB/T 10067.1电热和电磁处理装置基本技术条件第1部分:通用部分
GB/T 10067.4电热装 置基本技术条件第4部分:间接电阻炉
GB/T 13324热处理设 备术语
GB 15735金 属热处理生产过程安全、卫生要求
GB/T 22561真空 热处理
GB/T 25744钢件渗 碳淬火回火金相检验
GB/T 30822热处理环境保护技术要求
GB/T 32541热处理质量控制体系
1范围
GB/T 39194规定了具备双室结构，且高压气淬绝对压力达到2MPa的真空低压渗碳高压气淬热处理设备,及其工艺过程、质量控制和检验、安全卫生和环保等技术要求。
GB/T 39194适用于钢件采用乙炔、丙烷等烃基气体作为渗碳介质进行真空低压渗碳高压气淬的热处理工艺。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文.件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 150.1压力容器 第1部分:通用要求
GB/T 150.2压力容器第2部分:材料
GB/T 150.3压力容器第3部分:设计
GB/T 150.4压力容器第4部分:制造、检验和验收
GB/T 230.1金属材料洛氏硬度试验 第1部分:试验方法
GB 3095环境空气质量标准
GB/T 4340.1金属材料 维氏硬度试验 第 1部分:试验方法
GB/T 4844纯氦 、高纯氦和超纯氦
GB 4962氢气使用安全技术规程
GB/T 5216保证淬 透性结构钢
GB/T 5959.1电 热和电磁处理装置的安全第 1部分:通用要求
GB 5959.4电热装置的安全第4部分:对电阻加热装置的特殊要求
GB 6819溶解乙炔
GB/T 7232金属 热处理工艺术语
GB/T 9450钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核
GB/T 9452热处 理炉有效加热区测定方法
GB/T 10066.1电 热和电磁处理装置的试验方法第1部分:通用部分
GB/T 10066.4电 热设备的试验方法第4部分:间接电阻炉
GB/T 10067.1电热和电磁处理装置基本技术条件第1部分:通用部分
GB/T 10067.4电热装 置基本技术条件第4部分:间接电阻炉
GB/T 13324热处理设 备术语
GB 15735金 属热处理生产过程安全、卫生要求
GB/T 22561真空 热处理
GB/T 25744钢件渗 碳淬火回火金相检验
GB/T 30822热处理环境保护技术要求
GB/T 32541热处理质量控制体系
标准图片预览
标准内容
ICS25.200
中华人民共和国国家标准
GB/T39194—2020
真空低压渗碳高压气率热处理技术要求Technical requirement of heat treatment for vacuum low pressure carburizinghighpressuregasquenching
2020-10-11发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-02-01实施
GB/T39194—2020
规范性引用文件
术语和定义
真空低压渗碳高压气率炉要求
工艺及工艺过程要求
质量控制与检验
安全卫生和环保要求
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
渗碳气体供气管线布置图
高压气体供气管道示意图
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草本标准由全国热处理标准化技术委员会（SAC/TC75)提出并归口。GB/T39194—2020
本标准起草单位：北京机申研究所有限公司、常州新区河海热处理工程有限公司、江苏丰东热技术有限公司、北京华海中谊节能科技股份有限公司、湖南顶立科技有限公司、浙江双环传动机械股份有限公司、西安福莱特热处理有限公司。本标准主要起草人：从培武、徐跃明、股和平、李俏、向建华、胡东彪、马卫东、牛万斌、杨鸿飞，I
1范围
真空低压渗碳高压气淬热处理技术要求GB/T39194—2020
本标准规定了具备双室结构，且高压气淬绝对压力达到2MPa的真空低压渗碳高压气淬热处理设备，及其工艺过程、质量控制和检验、安全卫牛和环保等技术要求。本标准适用干钢件采用乙炔、丙烷等烃基气体作为渗碳介质进行真空低压渗碳高压气淬的热处理工艺。
规范性引用文件
下列文件对干本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用干本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T150.1压力容器
第1部分：通用要求
GB/T150.2
压力容器
GB/T150.3
压力容器
GB/T 150.4
压力容器
GB/T230.1
金属材料
第2部分：材料
第3部分：设计
第4部分：制造、检验和验收
洛氏硬度试验
GB3095环境空气质量标准
GB/T4340.1金属材料维氏硬度试验GB/T4844
GB4962
纯氢、高纯氨和超纯氢
氢气使用安全技术规程
GB/T5216
保证淬透性结构钢
GB/T 5959.1
第1部分：试验方法
第1部分：试验方法
电热和电磁处理装置的安全第1部分：通用要求申热装置的安全第4部分：对申阻加热装置的特殊要求GB5959.4
GB6819
溶解乙炔
GB/T7232
GB/T9450
GB/T9452
金属热处理工艺术语
钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核热处理炉有效加热区测定方法
GB/T10066.1
申热和申磁处理装置的试验方法第1部分：通用部分GB/T10066.4电热设备的试验方法第4部分：间接电阻炉GB/T10067.1
GB/T10067.4
GB/T13324
GB15735
电热和电磁处理装置基本技术条件第1部分：通用部分申热装置基本技术条件第4部分：间接申阻炉热处理设备术语
金属热处理生产过程安全、卫生要求GB/T22561
GB/T 25744
GB/T30822
GB/T32541
真空热处理
钢件渗碳火回火金相检验
热处理环境保护技术要求
热处理质量控制体系
GB/T39194—2020
GB/T34889钢件的渗碳与碳氮共渗萍火回火GB/T38751热处理件硬度检验通则JB/T7530热处理用氩气、氮气、氢气一般技术条件
SH/T0553工业丙烷、丁烷
3术语和定义
GB/T7232、GB/T13324界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
真空低压渗碳vacuumlowpressurecarburizing在真空炉内采用低于3000Pa的乙炔、丙烷等烃基气体作为介质进行的渗碳热处理。3.2免费标准bzxz.net
真空高压气淬
vacuumhighpressuregasquenching在真空炉内采用高于0.5MPa的单一或多种非氧化性气体作为介质进行的率火。4真空低压渗碳高压气炉要求
4.1一般要求
真空低压渗碳炉应满足热处理工艺规范，技术参数应符合GB/T22561、GB/T10067.1和GB/T10067.4的规定。
4.2真空低压渗碳高压气淬炉组成真空低压渗碳高压气淬炉主要由炉体、渗碳加热室（炉胆）、渗碳气体送排气系统、高压气淬室、真空系统、控制系统和辅助设备组成。4.3真空低压渗碳高压气淬炉要求4.3.1炉体
4.3.1.1炉体由炉壳和炉门组成，采用碳钢或不锈钢板焊接制成。可采用双层水冷套或其他冷却结构对炉体进行冷却。
4.3.1.2炉体的设计、制造、检验安装应符合GB/T150.1、GB/T150.2、GB/T150.3和GB/T150.4的规定。对干高压炉体，制造商应具有高压容器设计和制造资质。4.3.1.3炉壳焊接加工后，应经过去应力处理，并采用水压、气压或检漏仪进行检测，保证焊接质量和炉壳的气密性。
4.3.1.4具备高压气率功能的炉体，其炉门法兰和炉体法兰采用卡啮式卡箍连接结构。卡箍连接系统应配有安全联锁装置.只有安全联锁装置确认卸压后，炉门才能打开。4.3.2渗碳加热室
4.3.2.1真空低压渗碳炉渗碳加热室的炉胆材料在热处理过程中不应与工件或渗碳气体发生反应。4.3.2.2加热室内的加热元件采用石墨材质。加热元件的布置和功率分布要保证炉温均勾性和加热工艺的要求。
4.3.2.3隔热层一般采用多层碳毡，最内层为经过高温烧结的石墨硬毡。隔热层总厚度一般不低于2
50mm。隔热层应设计排气通道。GB/T39194—2020
4.3.2.4渗碳加热室内安装有石墨料台，料台应在最高加热温度和最大装载量条件下具有足够的强度。在料台横梁上应有陶瓷隔条，防止料盘或工装直接与石墨横梁接触。4.3.2.5渗碳加热室内设有与外部充气系统相连接的渗碳气体喷嘴，喷嘴一般为多组，以保证渗碳加热室内的气氛均匀。
4.3.2.6应定期检查和维护渗碳加热室。4.3.3渗碳气体送排气系统
4.3.3.1渗碳气体送气系统一般包括：外部气源、送气管路、阻火器、充气阀、质量流量计、炉内喷嘴等。渗碳气体供气管线布置参见附录A。4.3.3.2渗碳气体排气系统一般包括：真空机组、排气管路、放气阀、炭黑过滤器等。排气系统的真空机组配置应满足脉冲渗碳排气速度的工要求。4.3.3.3真空低压渗碳炉采用低压脉冲等方式向炉内送入渗碳气，4.3.3.4根据装炉条件和渗层等工艺要求的不同，开启一组或多组渗碳气体喷嘴。每组喷嘴应能够通过质量流量计独立精确控制渗碳气体送气的流量，确保炉内气氛均匀。4.3.4高压气淬系统
4.3.4.1高压气率系统一般包括：冷却电机、风机、热交换器、导流装置等。附录B为高压气体供气管道示意图。
4.3.4.2气淬方式可以采用外循环或内循环方式。炉内气体喷射可以采用360°圆周、上下交替、左右交替、前后交替任一种或组合的方式喷射，满足高压气淬工艺要求。气淬最高压力应达到2MPa。4.3.4.3高压气率室设计、制造、检验、安装应符合GB/T150.3和GB/T150.4的规定。4.3.4.4高压气率室应配备压力传感器、自动放气阀、安全保护阀等装置。4.3.4.5高压气率室应配备率火冷却气体充人压力自动控制和压力自动补偿功能。4.3.4.6工件从加热室转移至冷却室完成高压气淬的过程中，从打开中间门开始计时，至充气至额定充气压力和冷却申机启动并达到规定转速所需的时间一般不大于25s。4.3.4.7冷却风机需配变频器，其转速和冷却时间应可以调节，以适用不同的工艺要求。4.3.4.8高压气率室热交换器一般采用单独供水的水冷方式，冷却水进口温度为5℃~35℃（对于有特殊要求的应配有冷却水控温装置，水温不高于27℃）；出水口温升不应超过20℃（气淬时允许短时超过）。快速冷却水压力不小于0.2MPa，流量可以调节，配有断水报警保护装置。4.3.4.9高压气率室放气管路应配备消声器。4.3.4.10高压气淬室应具有压力调节功能，可以适应工件缓冷要求。4.3.4.11高压淬火用气优先选用高纯氮气（N2），也可用氟气（Ar）、氢气（He）、氢气（H2）等气体以及不同比例的混合气；氮气纯度应符合JB/T7530要求，氢气的使用应符合GB/T4844的规定，氢气的使用应符合GB4962的规定。
4.3.5真空系统
4.3.5.1真空系统应配有具备足够抽气能力的真空泵组以满足并维持真空炉的真空度要求。4.3.5.2在空炉并经干燥、除气的情况下，加热室冷态极限真空度不低于0.5Pa。不同工作容积的真空炉，应在表1规定的时间内达到规定的工作真空度。3
GB/T39194—2020
真空炉工作容积
表1空炉达到工作真空度规定的时间工作真空度
达到工作真空度时间
4.3.5.3真空泵组与真空炉体之间应配备炭黑、焦油过滤装置并定期清理，真空泵内的油应定期更换，做好维护保养工作。
4.3.6控制系统
4.3.6.1以智能化温控仪表、可编程序控制器、加热变压器、真空计及记录仪为核心构成包括供电、控制、记录、监视、报警保护功能在内的控制系统。可以通过自动或手动方式实现全部工艺过程。4.3.6.2真空低压渗碳炉可选用计算机监控系统进行控制。计算机监控系统具备半自动控制系统或全自动控制系统，可对生产和工艺全过程进行监控和记录。4.3.6.3真空低压渗碳高压气率炉各加热区段都必须配置独立.的温度控制系统，各区段的加热功率配置应满足所涉及额定载荷的加热、保温的需要，且应保证温度均匀性符合要求。4.3.6.4真空低压渗碳高压气率炉控温仪表精度不大干0.2级，记录仪表精度不大于0.5级，有效加热区内温度均匀性偏差应不大于士5℃，炉温均匀性应按GB/T32541的规定定期测量，炉子应配备炉温均匀性测定用安装孔或专用装置。4.3.6.5加热室的每个加热区至少应有两支热电偶，安装在有效工作区内。一支热电偶接记录仪表，另一支热电偶接控温仪表，其中至少应有一块仪表应具有报警功能并接报警保护装置，符合GB/T32541的规定。
4.3.6.6设备温度测量系统在正常使用状态下，应定期做系统精度校验。设备应配有系统精度校验热申偶安装孔。
4.3.6.7高压气淬控制系统应配备压力传感器、自动充气阀、自动放气阀、安全保护阀等装置。4.3.6.8高压气淬控制系统能控制和调节充气压力，当压力不足时可以自动补气，当超压时可以自动泄压。
4.3.6.9低压渗碳控制系统应配置炉外工艺气体控制装置，不同的工艺气体应配置独立.的压力、流量控制仪表。
低压渗碳控制系统应配置具备工艺参数调节功能，工艺气体的种类、混合比例、渗碳压力、脉4.3.6.101
冲周期和次数等均可以按实际工艺要求调整。4.3.6.11真空低压渗碳炉的其他技术要求应符合GB/T32541的要求。4.4真空低压渗碳炉基本技术指标4.4.1最高工作温度
真空低压渗碳高压气率炉最高工作温度一般为1350℃。4.4.2额定工作温度
真空低压渗碳高压气率炉额定工作温度一般为900℃～1050℃。4
4.4.3炉温均匀性（空载）
GB/T39194—2020
真空低压渗碳高压气淬炉在有效加热区内的炉温均勾性不低于土5℃。其炉温均匀性测试方法应符合GB/T9452的规定。
4.4.4极限真空度
真空低压渗碳高压气淬炉的极限真空度≤0.5Pa。4.4.5工作真空度及抽真空时间
不同工作容积下抽至工作真空度的时间应符合表1规定。4.4.6压升率
真空低压渗碳炉加热室在冷态、空炉状态并经过充分干燥后的压升率应小干1.33Pa/h。4.4.7空炉升温时间
真空低压渗碳炉温度应在加热开始后1h内从室温升至1050℃。4.5
5性能测试要求
4.5.1试验条件
真空低压渗碳炉的试验条件应按GB/T10066.1和GB/T10066.4的相关规定进行。4.5.2压升率的测量
真空低压渗碳炉的压升率按GB/T10066.1中规定的方法测量。4.5.3工作真空度的测量
按真空炉额定装载量和试验工艺进行工业运行以测量工作真空度。4.5.4极限真空度的测量
炉子经烘炉并充分除气后，在空炉冷态情况下，用真空炉自身配套的真空系统进行测量。按常规方法启动真空泵，其极限真空度应达到≤0.5Pa的规定。4.5.5抽真空时间的测量
空炉条件下，从炉内起始大气压为一个大气压（1×10”Pa）时启动真空泵抽气，到炉内真空度达到4.3.5.2规定的工作真空度的时间，即为抽真空时间。4.5.6空炉升温时间的测量
空炉条件下，炉内真空度达到工作真空度后，即可进行试验。从真空炉启动加热到炉温升至额定温度的时间即为空炉升温时间。如炉中使用多支热申偶，以最后一支到温热申偶的时间为准。4.6设备可靠性
4.6.1真空低压渗碳炉故障分类
一类故障———在生产中发生必须停炉降温检修的故障。5
GB/T39194—2020
二类故障一一在产中炉内发生可在不影响生产的情况下迅速修复的故障。三类故障一一在生产中发生属干电器元件质量、安装不牢固或运行不顺畅等只需稍作紧固或调整即可解决的问题。
注：易耗品的正常损坏和更换不视为故障。4.6.2真空低压渗碳炉可靠性指标4.6.2.1一年内不应出现因设备设计制造不当造成的一类故障（不包括因操作维护不当或易损件提前失效造成的停炉故障）。
4.6.2.2六个月内不应出现因设备设计制造不当造成的二类故障（不包括因操作维护不当或易损件提前失效造成的停炉故障）。
4.6.2.3一个月内不应出现3次类故障（不包括零部件异常失效等造成的停炉故障）。4.6.2.4设备本体的炉壳及炉胆隔热屏使用寿命应保证在5年以上，加热元件使用寿命应保证在2年以上，热交换器使用寿命应保证在2年以上。5工艺及工艺过程要求
5.1渗碳气体要求
5.1.1真空低压渗碳气体为乙炔气（C2H2）或丙烷气（C：H：），纯度应不低于96%，并应符合GB6819和SH/T0553的规定。
5.1.2工艺过程压力调节用气体为高纯氮气（N,），纯度应不低于99.99%，并应符合JB/T7530的规定。
5.2工艺参数
5.2.1真空渗碳加热温度
真空低压渗碳温度一般采用920℃～1050℃。对于畸变量要求严格的工件可选择较低的渗碳温度。
5.2.2渗碳压力和气体流量
真空低压渗碳气体压力一般为300Pa～3000Pa，渗碳气体进口压力一般设定为2×105Pa，并能维持恒定。强渗过程中渗碳气的供给应采用脉冲等方式通人，气体压力、流量应保持稳定。为了平衡炉内压力，扩散过程可通入适量氮气。强渗过程中渗碳气通入量一般按装人工件表面积确定。5.3工艺过程要求
5.3.1工件及工装
5.3.1.1装炉时工件之间的间隙不应影响渗碳和淬火冷却，装炉量不应超过设备允许的最大装炉量。5.3.1.2人炉工件及工装夹具应经过清洗，不应有锈斑，不应有对工件、炉膜产生有害影响的污物、低熔点涂层、镀层等。
5.3.1.3需要防渗碳部位可采用增加加工余量、涂层、镀层或机械屏蔽等办法5.3.1.4工装夹具的选择应防止与工件在工艺过程中发生低熔点共晶反应或黏合。5.3.1.5对工件的畸变量要求比较严格时，可使用专用工装夹具或模具。5.3.1.6工件装炉时应附带随炉试样，其材料和前期处理条件与工件完全相同，试样的尺寸应符合相关标准，组织层深应能代表实物。6
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中华人民共和国国家标准
GB/T39194—2020
真空低压渗碳高压气率热处理技术要求Technical requirement of heat treatment for vacuum low pressure carburizinghighpressuregasquenching
2020-10-11发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-02-01实施
GB/T39194—2020
规范性引用文件
术语和定义
真空低压渗碳高压气率炉要求
工艺及工艺过程要求
质量控制与检验
安全卫生和环保要求
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
渗碳气体供气管线布置图
高压气体供气管道示意图
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草本标准由全国热处理标准化技术委员会（SAC/TC75)提出并归口。GB/T39194—2020
本标准起草单位：北京机申研究所有限公司、常州新区河海热处理工程有限公司、江苏丰东热技术有限公司、北京华海中谊节能科技股份有限公司、湖南顶立科技有限公司、浙江双环传动机械股份有限公司、西安福莱特热处理有限公司。本标准主要起草人：从培武、徐跃明、股和平、李俏、向建华、胡东彪、马卫东、牛万斌、杨鸿飞，I
1范围
真空低压渗碳高压气淬热处理技术要求GB/T39194—2020
本标准规定了具备双室结构，且高压气淬绝对压力达到2MPa的真空低压渗碳高压气淬热处理设备，及其工艺过程、质量控制和检验、安全卫牛和环保等技术要求。本标准适用干钢件采用乙炔、丙烷等烃基气体作为渗碳介质进行真空低压渗碳高压气淬的热处理工艺。
规范性引用文件
下列文件对干本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用干本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T150.1压力容器
第1部分：通用要求
GB/T150.2
压力容器
GB/T150.3
压力容器
GB/T 150.4
压力容器
GB/T230.1
金属材料
第2部分：材料
第3部分：设计
第4部分：制造、检验和验收
洛氏硬度试验
GB3095环境空气质量标准
GB/T4340.1金属材料维氏硬度试验GB/T4844
GB4962
纯氢、高纯氨和超纯氢
氢气使用安全技术规程
GB/T5216
保证淬透性结构钢
GB/T 5959.1
第1部分：试验方法
第1部分：试验方法
电热和电磁处理装置的安全第1部分：通用要求申热装置的安全第4部分：对申阻加热装置的特殊要求GB5959.4
GB6819
溶解乙炔
GB/T7232
GB/T9450
GB/T9452
金属热处理工艺术语
钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核热处理炉有效加热区测定方法
GB/T10066.1
申热和申磁处理装置的试验方法第1部分：通用部分GB/T10066.4电热设备的试验方法第4部分：间接电阻炉GB/T10067.1
GB/T10067.4
GB/T13324
GB15735
电热和电磁处理装置基本技术条件第1部分：通用部分申热装置基本技术条件第4部分：间接申阻炉热处理设备术语
金属热处理生产过程安全、卫生要求GB/T22561
GB/T 25744
GB/T30822
GB/T32541
真空热处理
钢件渗碳火回火金相检验
热处理环境保护技术要求
热处理质量控制体系
GB/T39194—2020
GB/T34889钢件的渗碳与碳氮共渗萍火回火GB/T38751热处理件硬度检验通则JB/T7530热处理用氩气、氮气、氢气一般技术条件
SH/T0553工业丙烷、丁烷
3术语和定义
GB/T7232、GB/T13324界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
真空低压渗碳vacuumlowpressurecarburizing在真空炉内采用低于3000Pa的乙炔、丙烷等烃基气体作为介质进行的渗碳热处理。3.2免费标准bzxz.net
真空高压气淬
vacuumhighpressuregasquenching在真空炉内采用高于0.5MPa的单一或多种非氧化性气体作为介质进行的率火。4真空低压渗碳高压气炉要求
4.1一般要求
真空低压渗碳炉应满足热处理工艺规范，技术参数应符合GB/T22561、GB/T10067.1和GB/T10067.4的规定。
4.2真空低压渗碳高压气淬炉组成真空低压渗碳高压气淬炉主要由炉体、渗碳加热室（炉胆）、渗碳气体送排气系统、高压气淬室、真空系统、控制系统和辅助设备组成。4.3真空低压渗碳高压气淬炉要求4.3.1炉体
4.3.1.1炉体由炉壳和炉门组成，采用碳钢或不锈钢板焊接制成。可采用双层水冷套或其他冷却结构对炉体进行冷却。
4.3.1.2炉体的设计、制造、检验安装应符合GB/T150.1、GB/T150.2、GB/T150.3和GB/T150.4的规定。对干高压炉体，制造商应具有高压容器设计和制造资质。4.3.1.3炉壳焊接加工后，应经过去应力处理，并采用水压、气压或检漏仪进行检测，保证焊接质量和炉壳的气密性。
4.3.1.4具备高压气率功能的炉体，其炉门法兰和炉体法兰采用卡啮式卡箍连接结构。卡箍连接系统应配有安全联锁装置.只有安全联锁装置确认卸压后，炉门才能打开。4.3.2渗碳加热室
4.3.2.1真空低压渗碳炉渗碳加热室的炉胆材料在热处理过程中不应与工件或渗碳气体发生反应。4.3.2.2加热室内的加热元件采用石墨材质。加热元件的布置和功率分布要保证炉温均勾性和加热工艺的要求。
4.3.2.3隔热层一般采用多层碳毡，最内层为经过高温烧结的石墨硬毡。隔热层总厚度一般不低于2
50mm。隔热层应设计排气通道。GB/T39194—2020
4.3.2.4渗碳加热室内安装有石墨料台，料台应在最高加热温度和最大装载量条件下具有足够的强度。在料台横梁上应有陶瓷隔条，防止料盘或工装直接与石墨横梁接触。4.3.2.5渗碳加热室内设有与外部充气系统相连接的渗碳气体喷嘴，喷嘴一般为多组，以保证渗碳加热室内的气氛均匀。
4.3.2.6应定期检查和维护渗碳加热室。4.3.3渗碳气体送排气系统
4.3.3.1渗碳气体送气系统一般包括：外部气源、送气管路、阻火器、充气阀、质量流量计、炉内喷嘴等。渗碳气体供气管线布置参见附录A。4.3.3.2渗碳气体排气系统一般包括：真空机组、排气管路、放气阀、炭黑过滤器等。排气系统的真空机组配置应满足脉冲渗碳排气速度的工要求。4.3.3.3真空低压渗碳炉采用低压脉冲等方式向炉内送入渗碳气，4.3.3.4根据装炉条件和渗层等工艺要求的不同，开启一组或多组渗碳气体喷嘴。每组喷嘴应能够通过质量流量计独立精确控制渗碳气体送气的流量，确保炉内气氛均匀。4.3.4高压气淬系统
4.3.4.1高压气率系统一般包括：冷却电机、风机、热交换器、导流装置等。附录B为高压气体供气管道示意图。
4.3.4.2气淬方式可以采用外循环或内循环方式。炉内气体喷射可以采用360°圆周、上下交替、左右交替、前后交替任一种或组合的方式喷射，满足高压气淬工艺要求。气淬最高压力应达到2MPa。4.3.4.3高压气率室设计、制造、检验、安装应符合GB/T150.3和GB/T150.4的规定。4.3.4.4高压气率室应配备压力传感器、自动放气阀、安全保护阀等装置。4.3.4.5高压气率室应配备率火冷却气体充人压力自动控制和压力自动补偿功能。4.3.4.6工件从加热室转移至冷却室完成高压气淬的过程中，从打开中间门开始计时，至充气至额定充气压力和冷却申机启动并达到规定转速所需的时间一般不大于25s。4.3.4.7冷却风机需配变频器，其转速和冷却时间应可以调节，以适用不同的工艺要求。4.3.4.8高压气率室热交换器一般采用单独供水的水冷方式，冷却水进口温度为5℃~35℃（对于有特殊要求的应配有冷却水控温装置，水温不高于27℃）；出水口温升不应超过20℃（气淬时允许短时超过）。快速冷却水压力不小于0.2MPa，流量可以调节，配有断水报警保护装置。4.3.4.9高压气率室放气管路应配备消声器。4.3.4.10高压气淬室应具有压力调节功能，可以适应工件缓冷要求。4.3.4.11高压淬火用气优先选用高纯氮气（N2），也可用氟气（Ar）、氢气（He）、氢气（H2）等气体以及不同比例的混合气；氮气纯度应符合JB/T7530要求，氢气的使用应符合GB/T4844的规定，氢气的使用应符合GB4962的规定。
4.3.5真空系统
4.3.5.1真空系统应配有具备足够抽气能力的真空泵组以满足并维持真空炉的真空度要求。4.3.5.2在空炉并经干燥、除气的情况下，加热室冷态极限真空度不低于0.5Pa。不同工作容积的真空炉，应在表1规定的时间内达到规定的工作真空度。3
GB/T39194—2020
真空炉工作容积
表1空炉达到工作真空度规定的时间工作真空度
达到工作真空度时间
4.3.5.3真空泵组与真空炉体之间应配备炭黑、焦油过滤装置并定期清理，真空泵内的油应定期更换，做好维护保养工作。
4.3.6控制系统
4.3.6.1以智能化温控仪表、可编程序控制器、加热变压器、真空计及记录仪为核心构成包括供电、控制、记录、监视、报警保护功能在内的控制系统。可以通过自动或手动方式实现全部工艺过程。4.3.6.2真空低压渗碳炉可选用计算机监控系统进行控制。计算机监控系统具备半自动控制系统或全自动控制系统，可对生产和工艺全过程进行监控和记录。4.3.6.3真空低压渗碳高压气率炉各加热区段都必须配置独立.的温度控制系统，各区段的加热功率配置应满足所涉及额定载荷的加热、保温的需要，且应保证温度均匀性符合要求。4.3.6.4真空低压渗碳高压气率炉控温仪表精度不大干0.2级，记录仪表精度不大于0.5级，有效加热区内温度均匀性偏差应不大于士5℃，炉温均匀性应按GB/T32541的规定定期测量，炉子应配备炉温均匀性测定用安装孔或专用装置。4.3.6.5加热室的每个加热区至少应有两支热电偶，安装在有效工作区内。一支热电偶接记录仪表，另一支热电偶接控温仪表，其中至少应有一块仪表应具有报警功能并接报警保护装置，符合GB/T32541的规定。
4.3.6.6设备温度测量系统在正常使用状态下，应定期做系统精度校验。设备应配有系统精度校验热申偶安装孔。
4.3.6.7高压气淬控制系统应配备压力传感器、自动充气阀、自动放气阀、安全保护阀等装置。4.3.6.8高压气淬控制系统能控制和调节充气压力，当压力不足时可以自动补气，当超压时可以自动泄压。
4.3.6.9低压渗碳控制系统应配置炉外工艺气体控制装置，不同的工艺气体应配置独立.的压力、流量控制仪表。
低压渗碳控制系统应配置具备工艺参数调节功能，工艺气体的种类、混合比例、渗碳压力、脉4.3.6.101
冲周期和次数等均可以按实际工艺要求调整。4.3.6.11真空低压渗碳炉的其他技术要求应符合GB/T32541的要求。4.4真空低压渗碳炉基本技术指标4.4.1最高工作温度
真空低压渗碳高压气率炉最高工作温度一般为1350℃。4.4.2额定工作温度
真空低压渗碳高压气率炉额定工作温度一般为900℃～1050℃。4
4.4.3炉温均匀性（空载）
GB/T39194—2020
真空低压渗碳高压气淬炉在有效加热区内的炉温均勾性不低于土5℃。其炉温均匀性测试方法应符合GB/T9452的规定。
4.4.4极限真空度
真空低压渗碳高压气淬炉的极限真空度≤0.5Pa。4.4.5工作真空度及抽真空时间
不同工作容积下抽至工作真空度的时间应符合表1规定。4.4.6压升率
真空低压渗碳炉加热室在冷态、空炉状态并经过充分干燥后的压升率应小干1.33Pa/h。4.4.7空炉升温时间
真空低压渗碳炉温度应在加热开始后1h内从室温升至1050℃。4.5
5性能测试要求
4.5.1试验条件
真空低压渗碳炉的试验条件应按GB/T10066.1和GB/T10066.4的相关规定进行。4.5.2压升率的测量
真空低压渗碳炉的压升率按GB/T10066.1中规定的方法测量。4.5.3工作真空度的测量
按真空炉额定装载量和试验工艺进行工业运行以测量工作真空度。4.5.4极限真空度的测量
炉子经烘炉并充分除气后，在空炉冷态情况下，用真空炉自身配套的真空系统进行测量。按常规方法启动真空泵，其极限真空度应达到≤0.5Pa的规定。4.5.5抽真空时间的测量
空炉条件下，从炉内起始大气压为一个大气压（1×10”Pa）时启动真空泵抽气，到炉内真空度达到4.3.5.2规定的工作真空度的时间，即为抽真空时间。4.5.6空炉升温时间的测量
空炉条件下，炉内真空度达到工作真空度后，即可进行试验。从真空炉启动加热到炉温升至额定温度的时间即为空炉升温时间。如炉中使用多支热申偶，以最后一支到温热申偶的时间为准。4.6设备可靠性
4.6.1真空低压渗碳炉故障分类
一类故障———在生产中发生必须停炉降温检修的故障。5
GB/T39194—2020
二类故障一一在产中炉内发生可在不影响生产的情况下迅速修复的故障。三类故障一一在生产中发生属干电器元件质量、安装不牢固或运行不顺畅等只需稍作紧固或调整即可解决的问题。
注：易耗品的正常损坏和更换不视为故障。4.6.2真空低压渗碳炉可靠性指标4.6.2.1一年内不应出现因设备设计制造不当造成的一类故障（不包括因操作维护不当或易损件提前失效造成的停炉故障）。
4.6.2.2六个月内不应出现因设备设计制造不当造成的二类故障（不包括因操作维护不当或易损件提前失效造成的停炉故障）。
4.6.2.3一个月内不应出现3次类故障（不包括零部件异常失效等造成的停炉故障）。4.6.2.4设备本体的炉壳及炉胆隔热屏使用寿命应保证在5年以上，加热元件使用寿命应保证在2年以上，热交换器使用寿命应保证在2年以上。5工艺及工艺过程要求
5.1渗碳气体要求
5.1.1真空低压渗碳气体为乙炔气（C2H2）或丙烷气（C：H：），纯度应不低于96%，并应符合GB6819和SH/T0553的规定。
5.1.2工艺过程压力调节用气体为高纯氮气（N,），纯度应不低于99.99%，并应符合JB/T7530的规定。
5.2工艺参数
5.2.1真空渗碳加热温度
真空低压渗碳温度一般采用920℃～1050℃。对于畸变量要求严格的工件可选择较低的渗碳温度。
5.2.2渗碳压力和气体流量
真空低压渗碳气体压力一般为300Pa～3000Pa，渗碳气体进口压力一般设定为2×105Pa，并能维持恒定。强渗过程中渗碳气的供给应采用脉冲等方式通人，气体压力、流量应保持稳定。为了平衡炉内压力，扩散过程可通入适量氮气。强渗过程中渗碳气通入量一般按装人工件表面积确定。5.3工艺过程要求
5.3.1工件及工装
5.3.1.1装炉时工件之间的间隙不应影响渗碳和淬火冷却，装炉量不应超过设备允许的最大装炉量。5.3.1.2人炉工件及工装夹具应经过清洗，不应有锈斑，不应有对工件、炉膜产生有害影响的污物、低熔点涂层、镀层等。
5.3.1.3需要防渗碳部位可采用增加加工余量、涂层、镀层或机械屏蔽等办法5.3.1.4工装夹具的选择应防止与工件在工艺过程中发生低熔点共晶反应或黏合。5.3.1.5对工件的畸变量要求比较严格时，可使用专用工装夹具或模具。5.3.1.6工件装炉时应附带随炉试样，其材料和前期处理条件与工件完全相同，试样的尺寸应符合相关标准，组织层深应能代表实物。6
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