ICS25.200 J 36 中华人民共和国国家标准 GB/T39194—2020 真空低压渗碳高压气热处理技术要求 Technical requirement of heat treatment for vacuum low pressure carburizing high pressure gas quenching 2020-10-11发布 2021-02-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T39194—2020 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 4 真空低压渗碳高压气淬炉要求 5 工艺及工艺过程要求 6 质量控制与检验 7安全卫生和环保要求 附录A（资料性附录） 渗碳气体供气管线布置图 附录B（资料性附录） 高压气体供气管道示意图 10 GB/T39194—2020 前言 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。 本标准起草单位：北京机电研究所有限公司、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：丛培武、徐跃明、殷和平、李俏、向建华、胡东彪、马卫东、牛万斌、杨鸿飞 GB/T39194—2020 真空低压渗碳高压气热处理技术要求 1范围 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、安全卫生和环保等技术要求 本标准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 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/T150.1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/T150.3压力容器第3部分：设计 GB/T150.4压力容器第4部分：制造、检验和验收 GB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法 GB3095环境空气质量标准 GB/T4340.1金属材料维氏硬度试验 第1部分：试验方法 GB/T4844纯氨、高纯氨和超纯氨 GB4962氢气使用安全技术规程 GB/T5216保证淬透性结构钢 GB/T5959.1电热和电磁处理装置的安全第1部分：通用要求 GB5959.4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/T7232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/T10066.1 电热和电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 电热和电磁处理装置基本技术条件第1部分：通用部分 GB/T10067.4 电热装置基本技术条件第4部分：间接电阻炉 GB/T13324 热处理设备术语 GB15735 金属热处理生产过程安全、卫生要求 GB/T22561真空热处理 GB/T25744 钢件渗碳淬火回火金相检验 GB/T30822 热处理环境保护技术要求 GB/T32541 热处理质量控制体系 1 GB/T39194—2020 GB/T34889 钢件的渗碳与碳氮共渗淬火回火 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 3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 vacuum low pressure carburizing 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 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淬火。 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。对于高压炉体，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匀性和加热工 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 GB/T39194—2020 50mm。隔热层应设计排气通道 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艺要求。 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 4.3.4高压气淬系统 4.3.4.1高压气萍系统一般包括：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高压气淬室设计、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高压气淬室应配备淬火冷却气体充入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 气压力和冷却电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高压气淬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℃（气率时充许短时超 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高压气淬室放气管路应配备消声器。 4.3.4.10高压气率室应具有压力调节功能，可以适应工件缓冷要求。 4.3.4.11高压率火用气优先选用高纯氮气（N），也可用氩气（Ar）、氮气（He）、氢气（H，）等气体以及不 同比例的混合气；氮气纯度应符合JB/T7530要求，氮气的使用应符合GB/T4844的规定，氢气的使用 应符合GB4962的规定。 4.3.5真空系统 4.3.5.2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 表1空炉达到工作真空度规定的时间 真空炉工作容积 工作真空度 达到工作真空度时间 m Pa min <1.0 ≤10 ≤20 1.0~5.0 ≤10 ≤40 >5.0 ≤10 ≤60 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。 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淬炉控温仪表精度不大于0.2级，记录仪表精度不大于0.5级，有效加热 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 电偶安装孔， 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。 4.3.6.10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 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