一、技術(shù)名稱：智能真空滲碳淬火技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：通用機(jī)械行業(yè)有滲碳熱處理工藝需求的企業(yè)
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
2012年我國熱處理生產(chǎn)總量約為2000萬噸，其中滲碳處理約占1/8，在250萬噸左右。滲碳處理的主要設(shè)備包括井式爐、箱式多用爐和真空滲碳爐，其中井式滲碳約125萬噸、箱式滲碳約123.75萬噸、真空滲碳約1.25萬噸。井式爐單位電耗z*高，箱式多用爐次之，真空滲碳爐z*低。根據(jù)JB/T50182-1999《箱式多用熱處理爐能耗分等》，箱式多用路的一等可比單耗指標(biāo)為bk≤440kWh/t，而真空滲碳爐的可比單耗為bk=265kWh/t。真空滲碳爐相對(duì)箱式多用爐節(jié)能量約61kgce/t，減排量約161kgCO2/t。目前應(yīng)用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量1萬tce/a，CO2減排約3萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
真空滲碳是一種真空熱處理工藝。由于滲碳在真空環(huán)境中進(jìn)行，可以精確控制碳勢(shì)，工件表面潔凈，有利于碳原子的吸附和擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)高溫滲碳速度的提高。相對(duì)于普通滲碳，可將滲碳時(shí)間縮短50%以上，大幅節(jié)約電能。在真空環(huán)境下，還可有效避免氧化性氣體與工件表面合金元素發(fā)生晶間氧化，提高工件的耐磨性和疲勞性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)孔等內(nèi)表面的滲碳，使整批工件獲得均勻一致的表面碳濃度和滲碳層厚度。
智能型真空滲碳淬火爐采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)溫度、時(shí)間、滲碳?xì)怏w流量和壓力四個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行精確控制，保證爐體內(nèi)溫度均勻性和氣氛均勻性良好，使?jié)B碳工件獲得z*小的滲層深度誤差和合理的晶相組織分布。同時(shí)在計(jì)算機(jī)控制下，滲碳劑可由多通路多噴嘴以精確流量進(jìn)入爐內(nèi)，分布面廣且均勻，充分發(fā)生裂解和滲碳反應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生過多游離碳，有效減少碳黑對(duì)爐體的污染。
2.關(guān)鍵技術(shù)
（1）氣氛流量控制技術(shù)；
（2）減少炭黑污染技術(shù)。
3.工藝流程
工件→清洗→生成或編制工藝→裝爐→真空滲碳→淬火或冷卻。
五、主要技術(shù)指標(biāo)
1.電耗：265kWh/t
2.z*高工作溫度：1300oC；
3.爐溫均勻性：≤±5oC；
4.極限真空度：≤4×10-1Pa；
5.壓升率：≤0.65 Pa/h；
6.淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間：≤25S；
7.氣體壓力：≤12bar；
8.硬化層深度偏差：≤±0.1mm。
六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)于2010年通過國家電爐質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的檢驗(yàn)，于2012年通過了中國熱處理行業(yè)協(xié)會(huì)組織的鑒定，并獲得多項(xiàng)國家實(shí)用新型專利。目前已有10余臺(tái)智能真空滲碳淬火爐在國內(nèi)機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用。
七、典型應(yīng)用案例
典型案例1
案例名稱：山東龍口春龍集團(tuán)公司氣動(dòng)機(jī)械廠真空滲碳項(xiàng)目
技術(shù)提供單位：北京華海中誼工業(yè)爐有限公司
建設(shè)規(guī)模：1臺(tái)日處理150-200kg的智能真空滲碳爐。主要技改內(nèi)容：用智能真空滲碳爐替換箱式多用爐滲碳。主要設(shè)備為智能真空滲碳爐。技改投資額156萬元，建設(shè)期6個(gè)月。年節(jié)能量30tce，年減排量79tCO2，每年節(jié)電產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益約8.7萬元。
典型案例2
案例名稱：東莞市禾盛金屬科技有限公司真空滲碳項(xiàng)目
技術(shù)提供單位：北京華海中誼工業(yè)爐有限公司
建設(shè)規(guī)模：1臺(tái)日處理150-200kg的智能真空滲碳爐。主要技改內(nèi)容：用智能真空滲碳爐替換箱式多用爐滲碳。主要設(shè)備為智能真空滲碳爐。技改投資額120萬元，建設(shè)期5個(gè)月。年節(jié)能量5tce，年減排量13tCO2，每年節(jié)電產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益1.4萬元。
八、推廣前景和節(jié)能減排潛力
目前，國內(nèi)熱處理行業(yè)中真空滲碳占全部真空滲碳的市場(chǎng)比例很小，不足1%。隨著國內(nèi)市場(chǎng)的迅速發(fā)展，真空滲碳淬火爐年需求量約30臺(tái)。預(yù)計(jì)未來5年，該技術(shù)預(yù)計(jì)推廣比例15%，可形成的年節(jié)能能力10萬tce，年減排潛力26萬tCO2。
