滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝，包括以下步驟：（1）進(jìn)爐：先將爐溫升至575～590℃，此時(shí)將零件送進(jìn)爐中，待爐溫自然下降至450～550℃，再升溫至575～590℃；（2）排氣：當(dāng)爐溫從450～550℃升至575～590℃過程中排氣，排氣時(shí)滴入甲醇，同時(shí)通入氨氣；（3）共滲：當(dāng)爐溫升至575～590℃后，繼續(xù)以相同的滴入速度和流量分別滴入甲醇，并通入氨氣，爐壓保持在1400～1600Pa，保溫540～600分鐘；（4）出爐：出爐油冷。經(jīng)本發(fā)明處理過的低碳合金鋼零件的化合物層深度、滲層總深度和表面硬度均明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)處理過的低碳合金鋼零件，而化合物層的疏松度并沒有變化，從而大大提高了低碳合金鋼零件的綜合機(jī)械性能。
【專利說明】滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氮碳共滲工藝，尤其是一種可獲得厚化合物層的滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝，屬于化學(xué)熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體氮碳共滲是在鋼鐵工件表層同時(shí)滲入氮和碳，并以滲氮為主的化學(xué)熱處理工藝，其目的是為了提高鋼鐵工件的表面硬度、耐磨性和抗腐蝕性等綜合力學(xué)性能。搖臂軸、擺臂軸等零件是柴油機(jī)的重要零部件，在柴油機(jī)運(yùn)行過程中，這些零件承受較大的交變應(yīng)力，長(zhǎng)期工作后磨損比較嚴(yán)重，這就要求這些零件表面硬度高，耐磨性好，耐蝕性好，疲勞強(qiáng)度高，搖臂軸、擺臂軸等均采用低碳合金鋼制成，通常采用經(jīng)井式氮化爐氮碳共滲的方法來提高上述綜合機(jī)械性能，氮碳共滲后再進(jìn)行拋光處理。但搖臂軸、擺臂軸等零件經(jīng)現(xiàn)有氮碳共滲工藝處理后，其表面硬度、化合物層深度、滲層總深度等均難以滿足柴油機(jī)運(yùn)行工況的要求。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?01110187040.8的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種稀土催滲氮碳共滲工藝，其工藝為配置不同濃度的稀土催滲劑，根據(jù)工件技術(shù)條件選擇合適的工藝參數(shù)進(jìn)行氮碳共滲，其中滲氮?jiǎng)榘睔?，滲碳劑為甲醇或丙酮，氮碳共滲溫度為570°C，該發(fā)明的工藝使?jié)B層白亮層加厚，滲層深度增加，縮短了工藝時(shí)間，提高了工件表面硬度和擴(kuò)散層硬度，使硬度梯度變得平緩，細(xì)化滲層組織，增加氮化物的彌散度，提高了工件的使用性能及使用壽命，但工藝過程復(fù)雜，成本高，仍然無法滿足搖臂軸、擺臂軸等低碳合金鋼零件的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

·[0004]本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單、操作方便、成本低、能滿足搖臂軸、擺臂軸等低碳合金鋼零件使用要求的滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝，包括以下步驟:
(1)進(jìn)爐:先將爐溫升至575~590°C，此時(shí)將零件送進(jìn)爐中，待爐溫自然下降至450~550°C，再升溫至575~590°C，同時(shí)開啟氮?jiǎng)輧x；
(2)排氣:當(dāng)爐溫從450~550°C升至575~590°C過程中排氣，排氣時(shí)間不少于45分鐘，排氣時(shí)滴入甲醇，同時(shí)通入氨氣，甲醇滴入速度為60~90滴/分鐘，氨氣流量為4.25~
4.75m3/h，當(dāng)廢氣能點(diǎn)燃時(shí)，關(guān)閉排氣孔，停止排氣；
(3)共滲:當(dāng)爐溫升至575~590°C后，繼續(xù)以相同的滴入速度和流量分別滴入甲醇，并通入氨氣，同時(shí)調(diào)整排氣孔，使?fàn)t壓保持在1400~1600Pa，保溫540~600分鐘；
(4)出爐:打開排氣孔，使?fàn)t壓降至常壓，出爐油冷。
[0006]本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0007]前述的滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝，其中步驟(2)和步驟(3)中氨分解率均為 55% ~70%ο[0008]本發(fā)明工藝過程簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，與現(xiàn)有技術(shù)相比，經(jīng)本發(fā)明處理過的低碳合金鋼零件的化合物層深度、滲層總深度和表面硬度均明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)處理過的低碳合金鋼零件，而化合物層的疏松度并沒有變化，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，從而大大提高了低碳合金鋼零件的綜合機(jī)械性能，滿足其使用要求。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，將通過下面優(yōu)選實(shí)施例的非限制性說明進(jìn)行圖示和解釋，這些實(shí)施例，是參照附圖僅作為例子給出的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的工藝曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0012]本實(shí)施例選用材質(zhì)為25Cr2MoV的柴油機(jī)搖臂軸進(jìn)行氮碳共滲工藝，如圖1所示，包括以下步驟:
(1)進(jìn)爐:先將爐溫升至580°C，此時(shí)將零件送進(jìn)井式氮化爐中，待爐溫自然下降至500°C，再升溫至580°C，同時(shí)開啟氮?jiǎng)輧x；
(2)排氣:當(dāng)爐溫從500°C升至580°C過程中排氣，排氣時(shí)間不少于45分鐘，排氣時(shí)滴入甲醇，同時(shí)通入氨氣，甲醇滴入速度為60~90滴/分鐘，氨氣流量為4.25~4.75m3/h，本實(shí)施例中甲醇滴入速度為80滴/分鐘，氨氣流量為4.25 m3/h，氨分解率為55%~70%，當(dāng)廢氣能點(diǎn)燃時(shí)，關(guān)閉排氣孔，停止排氣；
(3)共滲:當(dāng)爐溫升至580°C后，繼續(xù)以相同的滴入速度和流量分別滴入甲醇，并通入氨氣，同時(shí)調(diào)整排氣孔，使?fàn)t壓保持在1400~1600Pa，保溫600分鐘；
(4)出爐:打開排氣孔，使?fàn)t壓降至常壓，出爐油冷。
[0013]經(jīng)上述處理后，柴油機(jī)搖臂軸表面化合物層厚度不小于0.015mm，滲層總深度不小于0.3mm，表面硬度Ηνα2720~Hva 2920，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)照如下表:
【權(quán)利要求】
1.一種滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)進(jìn)爐:先將爐溫升至575~590°C，此時(shí)將零件送進(jìn)爐中，待爐溫自然下降至450~550°C，再升溫至575~590°C，同時(shí)開啟氮?jiǎng)輧x； (2)排氣:當(dāng)爐溫從450~550°C升至575~590°C過程中排氣，排氣時(shí)間不少于45分鐘，排氣時(shí)滴入甲醇，同時(shí)通入氨氣，甲醇滴入速度為60~90滴/分鐘，氨氣流量為4.25~4.75m3/h，當(dāng)廢氣能點(diǎn)燃時(shí)，關(guān)閉排氣孔，停止排氣； (3)共滲:當(dāng)爐溫升至575~590°C后，繼續(xù)以相同的滴入速度和流量分別滴入甲醇，并通入氨氣，同時(shí)調(diào)整排氣孔，使?fàn)t壓保持在1400~1600Pa，保溫540~600分鐘； (4)出爐:打開排氣孔，使?fàn)t壓降至常壓，出爐油冷。
2.如權(quán)利要求1所述的滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝，其特征在于:步驟(2)和步驟(3)中氨分解率均為55%~7 0%。
【文檔編號(hào)】C23C8/32GK103628021SQ201310572514
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】朱松東, 徐飛, 莊振武, 連興旺 申請(qǐng)人:中船動(dòng)力有限公司