真空低压渗碳炉热处理技术要求
1 范围
本标准规定了真空低压渗碳淬火热处理设备，工艺过程，质量控制与检验，安全、卫生和环保等技术要求。
本标准适用于钢件采用乙炔、丙烷等羟类气体作为渗碳介质进行真空低压渗碳淬火的热处理工艺。
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 150.2 压力容器 第2部分：材料
GB 150.3 压力容器 第3部分：设计
GB 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（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺）
GB 3095 环境空气质量标准
GB/T 3480.5 直齿轮和斜齿轮承载能力计算 第5部分：材料的强度和质量
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 5959.1 电热装置的安全 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 电热设备的试验方法 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
JB/T 3999 钢件的渗碳与碳氮共渗淬火回火
JB/T 6050 钢铁热处理零件硬度测试通则
JB/T 6955 热处理常用淬火介质 技术要求
JB/T 7530 热处理用氩气、氮气、氢气一般技术条件
JB 8434 热处理环境保护技术要求
JB/T 10175 热处理质量控制要求
SH 0553—1993 工业丙烷、丁烷
3 术语和定义
GB/T 7232、GB/T 13324界定的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、丙烷等羟类气体作为渗碳介质进行的真空渗碳工艺。
3.2 真空高压气淬 vacuum high pressure gas quenching
在真空炉内采用高于5×105Pa的单一或多种非氧化性气体作为淬火介质的气淬工艺。
4 真空低压渗碳炉分类
4.1 真空低压渗碳炉按结构形式可分为卧式、立式。
4.2 真空低压渗碳炉按功能空间可分为单室、双室、多室。
5 真空低压渗碳炉要求
5.1 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/T 22561、GB/T 10067.1、GB/T 10067.4的规定。
5.2 真空低压渗碳炉组成
真空低压渗碳炉主要由炉壳、渗碳加热室（炉胆）、渗碳气体送排气系统、高压气淬系统、油淬系统、真空系统、控制系统和辅助设备组成。
5.3 真空低压渗碳炉各部分要求
5.3.1 炉体
5.3.1.1 炉体由炉壳和炉门组成。炉壳为双层水冷套结构，炉门也为双层水冷套结构。外层用优质碳钢，内层用碳钢或不锈钢板焊接制成。
5.3.1.2 炉体的设计、制造、检验安装应符合GB 150.1～GB 150.4的规定。对于高压炉体，制造商必须具备高压容器的设计和制造资质。
5.3.1.3 炉壳焊接加工后，必须经过去应力处理，并进行水压、气压及检漏仪的检测，保证焊接质量和炉壳的气密性。
5.3.1.4 具备高压气淬功能的炉体，其炉门法兰和炉体法兰应采用齿啮式卡箍连接结构。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，并且应设置明显的标志来区别操作状态和开启状态。
5.3.2 渗碳加热室（炉胆）
5.3.2.1 真空低压渗碳炉渗碳加热室内的结构材料在热处理过程中不应与工件或渗碳气体发生反应。
5.3.2.2 加热室内的加热元件采用石墨材质，根据设计要求，制成圆棒状或带状。加热元件的布置和功率分布应保证炉温均匀性和加热工艺的要求。
5.3.2.3 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。隔热屏总厚度一般不小于50mm。
5.3.2.4 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。
5.3.2.5 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。
5.3.2.6 对渗碳加热室应进行定期检查和维护。
5.3.3 渗碳气体送排气系统
5.3.3.1 渗碳气体送气系统包括外部气源、送气管路、充气阀、质量流量计、炉内喷嘴等。
5.3.3.2 渗碳气体排气系统包括真空机组、排气管路、放气阀、炭黑过滤器等。
5.3.3.3 真空低压渗碳炉采用低压脉冲的方式向炉内送入低压渗碳气。
5.3.3.4 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。每组喷嘴配备独立的送气系统，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。
5.3.4 高压气淬系统
5.3.4.1 高压气淬系统包括冷却电动机、风机、热交换器、导流装置等。
5.3.4.2 气淬可以采用外循环或内循环方式。炉内气体喷射方向可以采用360°圆周喷射、上下（交替）喷射、左右（交替）喷射、前后（交替）喷射或上述喷射方式的组合，应能满足高压气淬工艺要求。
5.3.4.3 高压气淬室设计、制造、检验、安装应符合GB 150.3、GB 150.4的规定。
5.3.4.4 高压气淬室应配备压力传感器、自动放气阀、安全保护阀等装置。
5.3.4.5 高压气淬室应具备淬火冷却气体充入压强自动控制和压强自动补偿功能。高压气淬时，从打开充气阀开始充气至设备达到额定充气压力和冷却电动机起动并达到规定转速所需的时间一般不大于25s。
5.3.4.6 冷却风机转速和冷却时间应可以调节，以满足不同的工艺要求。
5.3.4.7 高压气淬室热交换器一般采用水冷方式单独供水，冷却水进口温度为5～35℃（具有特殊要求的水温不高于27℃，应配有冷却水装置）；出水口温升不应超过20℃（气淬时允许短时超越）。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。
5.3.4.8 高压气淬室放气管路应配备消声器。
5.3.4.9 高压气淬室应具有压力调节功能，以适应工件缓冷要求。
5.3.4.10 高压淬火用气优先选用高纯氮气（N2），也可用氩气（Ar）、氦气（He）、氢气（H2）等气体及它们之间不同比例的混合气，纯度应符合JB/T 7530的规定。氦气的使用应符合GB/T 4844的规定，氢气的使用应符合GB4962的规定。
5.3.5 油淬系统
5.3.5.1 真空油淬室内应设有送料机构和淬火升降机构。送料机构完成工件在加热室和冷却室之间的转移，淬火升降机构完成工件的入油淬火。
5.3.5.2 送料机构和淬火机构应保证运行平稳，并保证工件的淬火转移时间。工件由加热室开始向油淬室移动至完全浸入淬火油的总时间应不大于25s。
5.3.5.3 淬火油槽淬火瞬间充入氮气时，油面压强应能自动控制。淬火槽油面压强推荐8×104Pa。
5.3.5.4 淬火油槽温度应能自动控制和调节，采用具有控温功能的仪表、热电偶、油加热器等对真空淬火油温度进行控制。
5.3.5.5 淬火油搅拌（或喷射）速度应具备调节和自动控制功能。
5.3.5.6 淬火油导流装置和油冷却换热器应满足工艺要求。油淬时，淬火油温升应不大于25℃。
5.3.5.7 淬火油槽应安装油位指示计和油位安全报警装置。
5.3.5.8 淬火油应选用符合JB/T 6955规定的真空淬火油，以满足工件真空淬火后的硬度及光亮度要求。首次加油后要进行加热、抽真空除气。
5.3.5.9 为适应工件缓冷要求，真空油淬室应具有2×105Pa气冷功能。
5.3.6 真空系统
5.3.6.1 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渗碳热处理工艺的真空度要求。
5.3.6.2 在空炉并经干燥、除气的情况下，加热室冷态极限真空度应不低于1.33Pa。不同工作容积的真空炉，应在表1规定的时间内抽到规定的工作真空度。
5.3.6.3 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新，做好维护保养工作。
5.3.7 控制系统
5.3.7.1 以智能化控温仪表、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。
表1 真空炉抽到工作真空度的时间
5.3.7.2 真空低压渗碳炉控制系统应配置渗碳气体压强、流量测量指示和控制仪表，应配置电压、电流、加热区温度、炉内压强、冷却水温度测量指示仪表。
5.3.7.3 真空低压渗碳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。
5.3.7.4 真空低压渗碳炉加热室的每个加热区至少应有两支热电偶，一支接温度自动控制仪表，另一支接温度指示自动记录仪表，安装在靠近炉子有效加热区的位置。其中一块仪表应具有超温报警功能。
5.3.7.5 真空低压渗碳炉控温仪表精度应不大于0.2级，记录仪表精度应不大于0.5级，有效加热区内温度均匀性偏差应不大于±8℃，炉温均匀性应按GB/T 9452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。
5.3.7.6 真空低压渗碳淬火炉温度测量系统在正常使用状态下，应定期做系统精度校验。系统精度校验允许温度偏差不大于±1℃。炉子应配有系统精度校验热电偶安装孔。
5.3.7.7 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。
5.3.7.8 真空低压渗碳炉的其他技术要求应符合JB/T 10175的规定。
5.3.8 炉外送料车
5.3.8.1 送料由液压升降驱动的叉式小车完成。
5.3.8.2 对于装炉量超过600kg的炉型，其配备的料车应具备自动送取料功能。
5.4 真空低压渗碳炉基本技术指标
5.4.1 最高温度
真空低压渗碳炉最高温度一般为1350℃。
5.4.2 工作温度
真空低压渗碳炉工作温度一般为920～1050℃。
5.4.3 炉温均匀性
真空低压渗碳炉在有效加热区内的炉温均匀性不大于±8℃。其炉温均匀性检验方法应符合
GB/T 9452的规定。
5.4.4 极限真空度
真空低压渗碳炉的极限真空度不大于1.33Pa。
5.4.5 工作真空度及抽空时间
真空低压渗碳炉工作真空度不大于5Pa。当工作容积小于1m3时，抽至工作真空度时间应不超过20min；工作容积介于1～5m3之间时，抽至工作真空度时间应不超过40min；工作容积大于5m3时，抽到工作真空度时间应不超过60min。
5.4.6 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一般应小于1.33Pa/h。
5.4.7 空炉升温时间
真空低压渗碳炉应在加热开始后1h内升到1050℃。
5.5 性能测试要求
5.5.1 试验条件
真空低压渗碳炉的试验条件应按GB/T 10066.1和GB/T 10066.4的规定进行。
5.5.2 压升率的测量
按GB/T 10066.1—2004中7.1.10.3规定的方法测量。
5.5.3 工作真空度的测量
按炉的额定装炉量和试验工艺进行工业运行以测量工作真空度。
5.5.4 极限真空度的测量
炉子首先经烘炉并充分除气后，在空炉冷态情况下，用真空炉本身配套的真空系统进行测量，按正常情况下启动真空泵，应达到5.4.4的规定。
5.5.5 抽空时间的测量
空炉条件下，从炉内起始气压为一个大气压（1×105Pa）时起动真空泵抽气，到炉内真空度达到5.4.5规定的工作真空度的时间，即为抽空时间。
5.5.6 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。试验电压的波动不应超过额定电压值的±10%。从炉子接通电源到炉温升至额定温度的时间即为空炉升温时间。如炉子使用多支热电偶，以最后一支热电偶升至额定温度的时间为准。
5.5.7 炉温均匀性的测量
炉温均匀性应在试验温度下的热稳定状态进行测量。其测量应按GB/T 9452的规定进行。
5.6 设备可靠性
5.6.1 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。
二类故障——在生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——在生产中发生属于电器元件质量、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：对易耗品的正常损坏和更换不视为故障。
5.6.2 真空低压渗碳炉可靠性指标
5.6.2.1 1年内不得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）。
5.6.2.2 六个月内不得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）。
5.6.2.3 一个月内不得出现3次三类故障（不包括零部件异常失效等造成的停炉故障）。
5.6.2.4 设备的炉体使用寿命应保证在5年以上，发热元件使用寿命应保证在2年以上，加热电源使用寿命应保证在5年以上，真空泵使用寿命应保证在1年以上。
6 工艺及工艺过程要求
6.1 渗碳气体要求
6.1.1 真空低压渗碳气体为乙炔气（C2H2）或丙烷气（C3H8），纯度应不低于96%，并应符合GB 6819和SH 0553—1993的规定。
6.1.2 工艺过程压强调节用气体为高纯氮气（N2），纯度应不低于99.996%，并应符合JB/T 7530的规定。
6.2 工艺参数
6.2.1 真空渗碳加热温度
真空低压渗碳温度一般采用920～1050℃。对于对畸变要求严格的工件可选择较低的渗碳温度。
6.2.2 渗碳压强和气体流量
真空低压渗碳气体压强一般为300～2000Pa，常用压强为400～800Pa，渗碳气进口压强一般设定为2×105Pa，并能维持恒定。强渗过程中渗碳气的供给应采用脉冲方式通入，气体压力、流量应保持稳定。为了平衡炉内压强，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入工件的表面积确定。
6.3 工艺过程要求
6.3.1 工件及工装
6.3.1.1 入炉工件及工装夹具应进行清洗，不应有锈斑，不应有对工件、炉膛产生有害影响的污物、低熔点涂层、镀层等。需要防渗碳的部位可采用增加加工余量、镀层或戴防渗螺母等办法防渗碳。
6.3.1.2 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粘合。
6.3.1.3 工件畸变要求比较高时，可设计和使用专门的工装夹具或模具。
6.3.1.4 工件要装炉合理，并随炉装有试样，试样的材料和前期处理条件应与工件相同，试样的尺寸应能反映工件的真实检测情况。
6.3.2 加热及保温
工件入炉达到规定的工作压强后加热升温。控制升温速度，使工件各部分之间不产生明显的温差。根据工件形状、装炉方式及对变形的要求选择不同的加热速率，在低温阶段可采用对流加热。一般在700～800℃预热，待工件温度一致，继续升温到工作温度并保温20～30min后开始渗碳。
6.3.3 渗碳(www.xing528.com)
6.3.3.1 对于对畸变要求严格的工件可选择较低的渗碳温度。
6.3.3.2 真空低压渗碳时间分为强渗碳期和扩散期。强渗期时间和扩散期时间及脉冲次数可通过具体试验或工艺软件获得。
6.3.4 淬火冷却
6.3.4.1 高压气淬
真空低压渗碳高压气淬的工件，应选用高淬透性低碳合金钢，并应符合GB/T 5216的规定。高压气淬压力一般为5×105～20×105Pa。为了减小工件变形，高压气淬过程可以在不同阶段通过选择不同的冷却速度和冷却时间来实现对工件的分阶段冷却淬火。
6.3.4.2 油淬火
真空淬火油在淬火前应充分脱气并排除水分，必要时适当加热，使油温控制在20～80℃范围内。为控制油面压强，淬火时应充入高纯氮气，并控制压强在8×104Pa左右。淬火时，应对油槽进行搅拌和循环冷却。
6.3.4.3 炉冷
按工艺规定随炉冷却时，冷却过程应保持真空度，当炉温降至100℃以下时方可停止抽真空。
6.3.5 出炉及清洗
工件应降温到低于100℃出炉，油淬工件出炉后应进行清洗除油。
7 质量控制与检验
7.1 质量控制
7.1.1 热处理质量控制应符合JB/T 10175和本标准的规定。
7.1.2 处理前工件的表面应无油污、伤痕及锈蚀，其原材料及金相组织应符合要求。
7.1.3 对局部渗碳的工件应有适当的保护措施。
7.1.4 工件装夹具应避免工件渗碳部位相互接触。
7.1.5 真空渗碳炉的各工艺参数应稳定在工艺规定的范围内，定期对温度仪表、热电偶、真空计、质量流量计等进行检查并定期校验，以保证其工作准确性。
7.1.6 渗碳气气源质量应稳定，符合相应的标准或技术规范要求。
7.2 质量检验
7.2.1 外观
工件表面应光亮、无裂纹、磕碰、锈蚀及氧化皮等缺陷。一般采用目视检查，必要时可采用放大镜或体视显微镜等确认。
7.2.2 硬度
工件表面硬度和心部硬度应符合图样规定或符合工艺规定的技术要求，偏差应符合JB/T 3999的规定，硬度检验方法应符合GB/T 230.1、GB/T 4340.1和JB/T 6050的规定。
7.2.3 硬化层深度
经渗碳淬火后的工件，其硬化层深度应符合图样要求或工艺规定的技术要求，偏差应符合JB/T 3999的规定或供需双方技术协议的要求，硬化层深度的检验方法应符合GB/T 9450的规定。
7.2.4 金相组织
金相组织检验应包括马氏体级别、残留奥氏体级别、碳化物形态级别等。
金相组织检验应符合GB/T 3480.5、GB/T 25744的规定，或供需双方技术协议的要求。
7.2.5 畸变
畸变量检测应使用相应的测量仪器或量具，工件畸变应符合产品过程控制中对畸变量的要求。
7.2.6 其他
依据产品要求，进行力学性能测试。
检测方法采用相应设备和按相应标准进行。
8 安全、卫生和环保要求
8.1 安全、卫生应符合GB 15735、GB 5959.1、GB/T 5959.4和JB 8434的规定。
8.2 真空低压渗碳炉操作人员应接受设备生产厂家或拥有相关资质的机构进行设备操作及安全培训后持证上岗。
8.3 真空渗碳淬火工艺使用气体中不允许混入空气，保证安全进出炉。
8.4 真空热处理过程中的气体排放应符合GB 3095的要求，必要时应对排出气体进行净化处理。
8.5 真空低压渗碳炉工作时，主炉体表面温升应不高于20℃。
8.6 在常压不通冷却水条件下，加热元件对地绝缘电阻应不低于5MΩ。
8.7 设备停炉或长期放置时，所有真空室必须抽真空，防止炉内材料长期接触空气造成设备真空度等性能指标的下降。
8.8 高压储气罐及管路按特种设备要求，由所在地质量技术监督局定期检定。
8.9 高压储罐与增压系统的安装、管路连接、验收必须由具有相应资质的部门人员完成并严格执行安检程序。
8.10 设备所有电加热系统和可能伤及操作人员的运动部件均应设置可靠的防护罩和明显的警示牌。
8.11 生产过程中突发停电、停水、停气等情况时，设备本身和现场管理应有相应的安全应急措施，以保证人员、设备和工件的安全。
8.12 在结冰天气或长时间停炉时，应注意排放炉体夹层和管路中的循环水，防止炉体、真空泵机组等部件冻裂。
8.13 易燃易爆气体应存放在专用库房内，设置明显安全警示标志，并应妥善保管和安全使用。
5.3.7.2 真空低压渗碳炉控制系统应配置渗碳气体压强、流量测量指示和控制仪表，应配置电压、电流、加热区温度、炉内压强、冷却水温度测量指示仪表。
5.3.7.3 真空低压渗碳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。
5.3.7.4 真空低压渗碳炉加热室的每个加热区至少应有两支热电偶，一支接温度自动控制仪表，另一支接温度指示自动记录仪表，安装在靠近炉子有效加热区的位置。其中一块仪表应具有超温报警功能。
5.3.7.5 真空低压渗碳炉控温仪表精度应不大于0.2级，记录仪表精度应不大于0.5级，有效加热区内温度均匀性偏差应不大于±8℃，炉温均匀性应按GB/T 9452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。
5.3.7.6 真空低压渗碳淬火炉温度测量系统在正常使用状态下，应定期做系统精度校验。系统精度校验允许温度偏差不大于±1℃。炉子应配有系统精度校验热电偶安装孔。
5.3.7.7 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。
5.3.7.8 真空低压渗碳炉的其他技术要求应符合JB/T 10175的规定。
5.3.8 炉外送料车
5.3.8.1 送料由液压升降驱动的叉式小车完成。
5.3.8.2 对于装炉量超过600kg的炉型，其配备的料车应具备自动送取料功能。
5.4 真空低压渗碳炉基本技术指标
5.4.1 最高温度
真空低压渗碳炉最高温度一般为1350℃。
5.4.2 工作温度
真空低压渗碳炉工作温度一般为920～1050℃。
5.4.3 炉温均匀性
真空低压渗碳炉在有效加热区内的炉温均匀性不大于±8℃。其炉温均匀性检验方法应符合
GB/T 9452的规定。
5.4.4 极限真空度
真空低压渗碳炉的极限真空度不大于1.33Pa。
5.4.5 工作真空度及抽空时间
真空低压渗碳炉工作真空度不大于5Pa。当工作容积小于1m3时，抽至工作真空度时间应不超过20min；工作容积介于1～5m3之间时，抽至工作真空度时间应不超过40min；工作容积大于5m3时，抽到工作真空度时间应不超过60min。
5.4.6 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一般应小于1.33Pa/h。
5.4.7 空炉升温时间
真空低压渗碳炉应在加热开始后1h内升到1050℃。
5.5 性能测试要求
5.5.1 试验条件
真空低压渗碳炉的试验条件应按GB/T 10066.1和GB/T 10066.4的规定进行。
5.5.2 压升率的测量
按GB/T 10066.1—2004中7.1.10.3规定的方法测量。
5.5.3 工作真空度的测量
按炉的额定装炉量和试验工艺进行工业运行以测量工作真空度。
5.5.4 极限真空度的测量
炉子首先经烘炉并充分除气后，在空炉冷态情况下，用真空炉本身配套的真空系统进行测量，按正常情况下启动真空泵，应达到5.4.4的规定。
5.5.5 抽空时间的测量
空炉条件下，从炉内起始气压为一个大气压（1×105Pa）时起动真空泵抽气，到炉内真空度达到5.4.5规定的工作真空度的时间，即为抽空时间。
5.5.6 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。试验电压的波动不应超过额定电压值的±10%。从炉子接通电源到炉温升至额定温度的时间即为空炉升温时间。如炉子使用多支热电偶，以最后一支热电偶升至额定温度的时间为准。
5.5.7 炉温均匀性的测量
炉温均匀性应在试验温度下的热稳定状态进行测量。其测量应按GB/T 9452的规定进行。
5.6 设备可靠性
5.6.1 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。
二类故障——在生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——在生产中发生属于电器元件质量、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：对易耗品的正常损坏和更换不视为故障。
5.6.2 真空低压渗碳炉可靠性指标
5.6.2.1 1年内不得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）。
5.6.2.2 六个月内不得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）。
5.6.2.3 一个月内不得出现3次三类故障（不包括零部件异常失效等造成的停炉故障）。
5.6.2.4 设备的炉体使用寿命应保证在5年以上，发热元件使用寿命应保证在2年以上，加热电源使用寿命应保证在5年以上，真空泵使用寿命应保证在1年以上。
6 工艺及工艺过程要求
6.1 渗碳气体要求
6.1.1 真空低压渗碳气体为乙炔气（C2H2）或丙烷气（C3H8），纯度应不低于96%，并应符合GB 6819和SH 0553—1993的规定。
6.1.2 工艺过程压强调节用气体为高纯氮气（N2），纯度应不低于99.996%，并应符合JB/T 7530的规定。
6.2 工艺参数
6.2.1 真空渗碳加热温度
真空低压渗碳温度一般采用920～1050℃。对于对畸变要求严格的工件可选择较低的渗碳温度。
6.2.2 渗碳压强和气体流量
真空低压渗碳气体压强一般为300～2000Pa，常用压强为400～800Pa，渗碳气进口压强一般设定为2×105Pa，并能维持恒定。强渗过程中渗碳气的供给应采用脉冲方式通入，气体压力、流量应保持稳定。为了平衡炉内压强，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入工件的表面积确定。
6.3 工艺过程要求
6.3.1 工件及工装
6.3.1.1 入炉工件及工装夹具应进行清洗，不应有锈斑，不应有对工件、炉膛产生有害影响的污物、低熔点涂层、镀层等。需要防渗碳的部位可采用增加加工余量、镀层或戴防渗螺母等办法防渗碳。
6.3.1.2 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粘合。
6.3.1.3 工件畸变要求比较高时，可设计和使用专门的工装夹具或模具。
6.3.1.4 工件要装炉合理，并随炉装有试样，试样的材料和前期处理条件应与工件相同，试样的尺寸应能反映工件的真实检测情况。
6.3.2 加热及保温
工件入炉达到规定的工作压强后加热升温。控制升温速度，使工件各部分之间不产生明显的温差。根据工件形状、装炉方式及对变形的要求选择不同的加热速率，在低温阶段可采用对流加热。一般在700～800℃预热，待工件温度一致，继续升温到工作温度并保温20～30min后开始渗碳。
6.3.3 渗碳
6.3.3.1 对于对畸变要求严格的工件可选择较低的渗碳温度。
6.3.3.2 真空低压渗碳时间分为强渗碳期和扩散期。强渗期时间和扩散期时间及脉冲次数可通过具体试验或工艺软件获得。
6.3.4 淬火冷却
6.3.4.1 高压气淬
真空低压渗碳高压气淬的工件，应选用高淬透性低碳合金钢，并应符合GB/T 5216的规定。高压气淬压力一般为5×105～20×105Pa。为了减小工件变形，高压气淬过程可以在不同阶段通过选择不同的冷却速度和冷却时间来实现对工件的分阶段冷却淬火。
6.3.4.2 油淬火
真空淬火油在淬火前应充分脱气并排除水分，必要时适当加热，使油温控制在20～80℃范围内。为控制油面压强，淬火时应充入高纯氮气，并控制压强在8×104Pa左右。淬火时，应对油槽进行搅拌和循环冷却。
6.3.4.3 炉冷
按工艺规定随炉冷却时，冷却过程应保持真空度，当炉温降至100℃以下时方可停止抽真空。
6.3.5 出炉及清洗
工件应降温到低于100℃出炉，油淬工件出炉后应进行清洗除油。
7 质量控制与检验
7.1 质量控制
7.1.1 热处理质量控制应符合JB/T 10175和本标准的规定。
7.1.2 处理前工件的表面应无油污、伤痕及锈蚀，其原材料及金相组织应符合要求。
7.1.3 对局部渗碳的工件应有适当的保护措施。
7.1.4 工件装夹具应避免工件渗碳部位相互接触。
7.1.5 真空渗碳炉的各工艺参数应稳定在工艺规定的范围内，定期对温度仪表、热电偶、真空计、质量流量计等进行检查并定期校验，以保证其工作准确性。
7.1.6 渗碳气气源质量应稳定，符合相应的标准或技术规范要求。
7.2 质量检验
7.2.1 外观
工件表面应光亮、无裂纹、磕碰、锈蚀及氧化皮等缺陷。一般采用目视检查，必要时可采用放大镜或体视显微镜等确认。
7.2.2 硬度
工件表面硬度和心部硬度应符合图样规定或符合工艺规定的技术要求，偏差应符合JB/T 3999的规定，硬度检验方法应符合GB/T 230.1、GB/T 4340.1和JB/T 6050的规定。
7.2.3 硬化层深度
经渗碳淬火后的工件，其硬化层深度应符合图样要求或工艺规定的技术要求，偏差应符合JB/T 3999的规定或供需双方技术协议的要求，硬化层深度的检验方法应符合GB/T 9450的规定。
7.2.4 金相组织
金相组织检验应包括马氏体级别、残留奥氏体级别、碳化物形态级别等。
金相组织检验应符合GB/T 3480.5、GB/T 25744的规定，或供需双方技术协议的要求。
7.2.5 畸变
畸变量检测应使用相应的测量仪器或量具，工件畸变应符合产品过程控制中对畸变量的要求。
7.2.6 其他
依据产品要求，进行力学性能测试。
检测方法采用相应设备和按相应标准进行。
8 安全、卫生和环保要求
8.1 安全、卫生应符合GB 15735、GB 5959.1、GB/T 5959.4和JB 8434的规定。
8.2 真空低压渗碳炉操作人员应接受设备生产厂家或拥有相关资质的机构进行设备操作及安全培训后持证上岗。
8.3 真空渗碳淬火工艺使用气体中不允许混入空气，保证安全进出炉。
8.4 真空热处理过程中的气体排放应符合GB 3095的要求，必要时应对排出气体进行净化处理。
8.5 真空低压渗碳炉工作时，主炉体表面温升应不高于20℃。
8.6 在常压不通冷却水条件下，加热元件对地绝缘电阻应不低于5MΩ。
8.7 设备停炉或长期放置时，所有真空室必须抽真空，防止炉内材料长期接触空气造成设备真空度等性能指标的下降。
8.8 高压储气罐及管路按特种设备要求，由所在地质量技术监督局定期检定。
8.9 高压储罐与增压系统的安装、管路连接、验收必须由具有相应资质的部门人员完成并严格执行安检程序。
8.10 设备所有电加热系统和可能伤及操作人员的运动部件均应设置可靠的防护罩和明显的警示牌。
8.11 生产过程中突发停电、停水、停气等情况时，设备本身和现场管理应有相应的安全应急措施，以保证人员、设备和工件的安全。
8.12 在结冰天气或长时间停炉时，应注意排放炉体夹层和管路中的循环水，防止炉体、真空泵机组等部件冻裂。
8.13 易燃易爆气体应存放在专用库房内，设置明显安全警示标志，并应妥善保管和安全使用。
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