一種高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及滲碳件局部退火熱處理領域，具體為一種高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法，可應用高強鋼不同硬度要求的滲碳零件制造。利用鹽浴爐的熔鹽實現(xiàn)滲碳鎖緊銷局部加熱，鎖緊銷采用馬氏體鋼16Cr3NiWMoVNbE，采用退火隔熱保護工裝將鎖緊銷零件滲碳面進隔熱保護，局部退火部位加熱到600℃以上溫度，實現(xiàn)軟化。本發(fā)明在保證滲碳面硬度的條件下，降低零件擴口位置的硬度，防止擴口過程零件裂紋。本發(fā)明采用保護鹽浴快速加熱退火的方法，對齒輪鎖緊銷進行退火處理，既能保證零件滲碳面及基體高強度不降低，又能降低需要變形位置的硬度，解決了零件擴口變形中產(chǎn)生的裂紋問題。
【專利說明】一種高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及滲碳件局部退火熱處理領域，具體為一種高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法，可應用高強鋼不同硬度要求的滲碳零件制造。

【背景技術】
[0002]如圖1所示，滲碳鎖緊銷I是安裝在傳動齒輪上，滲碳鎖緊銷I零件采用16Cr3NiWMoVNbE合金馬氏體鋼制造，并進行滲碳+淬火+低溫回火處理，在組合件上進行局部擴口，因零件在低溫回火狀態(tài)下硬度較高(心部44HRC以上)，擴口時產(chǎn)生裂紋，導致零件報廢。為防止零件擴口過程中產(chǎn)生裂紋而引起零件報廢，需要對滲碳鎖緊銷I零件擴口位置4進行局部退火處理(硬度HRA < 70.5)，以降低該處硬度有利于擴口，同時避免產(chǎn)生裂紋。
[0003]由于基體材料合金化程度高，鎖緊銷I零件較小(Φ6.2mmX28.4mm)，需要退火的部位更小(外徑Φ 6.2mm X擴口直徑Φ3πιπιΧ擴口位置4寬度3mm)。并且，鎖緊銷I零件經(jīng)滲碳+淬火+低溫回火處理，鎖緊銷I零件擴口位置4的退火部位與滲碳表面2相鄰，采用感應加熱、電解液加熱等方法均難于保證滲碳表面2硬度的條件下實現(xiàn)局部退火。如采用高頻高應加熱，加工這樣小的感應線圈困難，感應加熱的熱影響區(qū)較大，將不應退火的滲碳部位退火，影響鎖緊銷I零件的使用性能。如采用電解液加熱退火的方法，鎖緊銷I零件退火部位瞬間到達高溫，鎖緊銷I零件隨后鹽水淬火，無法實現(xiàn)退火目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法，在保證滲碳面硬度的條件下，降低零件擴口位置的硬度，防止擴口過程零件裂紋。
[0005]本發(fā)明的技術方案:
[0006]一種高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法，利用鹽浴爐的熔鹽實現(xiàn)滲碳鎖緊銷局部加熱，鎖緊銷采用馬氏體鋼16Cr3NiWMoVNbE，采用退火隔熱保護工裝將鎖緊銷零件滲碳面進隔熱保護，局部退火部位加熱到600°C以上溫度，實現(xiàn)軟化。
[0007]所述的高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法，鎖緊銷零件擴口位置的退火部位與鎖緊銷零件的滲碳表面相鄰，對滲碳鎖緊銷零件擴口位置進行局部退火處理。
[0008]所述的高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法，退火隔熱保護工裝采用柱形結構，柱形結構的縱向開設安裝孔，隔熱保護工裝的底部采用抗高溫隔熱涂層；隔熱保護工裝設置于定位片上，隔熱保護工裝的安裝孔與定位片上的開孔相對應，鎖緊銷的一端穿過隔熱保護工裝開設的安裝孔和定位片上的開孔，鎖緊銷伸出隔熱保護工裝和定位片的一端為鎖緊銷擴口位置，擴口位置伸至鹽浴的液面以下，通過定位片將隔熱保護工裝和鎖緊銷定位，通過安裝孔和定位片將擴口位置與滲碳表面完全隔開。
[0009]所述的高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法，將鎖緊銷裝入隔熱保護工裝，平穩(wěn)裝夾在機械傳動桿上的鎖緊銷零件鎖緊處，依據(jù)定位片一側(cè)對應的標尺記錄刻度，豎直將需要退火的部位放入溫度為800?850°C熔鹽中，保持2?3分鐘，水冷至室溫。
[0010]所述的高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法，鎖緊銷零件的滲碳表面硬度要求^ 61HRC，鎖緊銷零件的退火部位硬度要求< 40HRC。
[0011]本發(fā)明的設計思想是:
[0012]本發(fā)明利用鹽浴爐操作簡單、加熱速度快及可以實現(xiàn)局部加熱的特點。16Cr3NiWMoVNbE是一種合金化程度較高的馬氏體鋼，靠淬火+回火獲得最終機械性能，該材料常應用于滲碳件的制造，滲碳后的低溫回火溫度在200?250°C，基體材料抗回火性能非常好，600°C以上基體硬度開始隨回火溫度的升高而降低，利用這一點將鎖緊銷零件滲碳面進隔熱保護，局部退火部位加熱到600°C以上溫度，實現(xiàn)軟化，鎖緊銷零件局部退火后，滲碳面暗黃色及淡藍色，退火表面為金屬本色。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是:
[0014]1、本發(fā)明采用保護鹽浴快速加熱退火的方法，對齒輪鎖緊銷進行退火處理，既能保證零件滲碳面及基體高強度不降低，又能降低需要變形位置的硬度，解決了零件擴口變形中產(chǎn)生的裂紋問題。而且，該方法操作簡單，效率高，成本低，有利于實現(xiàn)單批多件連續(xù)生產(chǎn)。
[0015]2、本發(fā)明采用專用隔熱保護工裝，進行鹽浴局部快速加熱方法退火可以解決解決擴口過程中的裂紋問題。
[0016]3、鹽浴熱處理作為一種熱處理方法，具有操作簡單、加熱速度快的特點，適合于簡單的、小型零件的整體或局部熱處理。本發(fā)明用該方法在高合金鋼滲碳零件的局部退火得到應用，隔熱保護措施也沒有相關資料介紹，該方法可推廣應用于相類似的滲碳零件局部退火。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為鎖緊銷零件示意圖。
[0018]圖2為16Cr3NiWMoVNbE鋼淬火后回火溫度對硬度的影響示意圖。
[0019]圖3-圖5為退火隔熱保護工裝示意圖。其中，圖3為仰視圖；圖4為圖3中A-A剖視圖；圖5為鎖緊銷零件設置于隔熱保護工裝的示意圖。
[0020]圖中，I鎖緊銷；2滲碳表面；3頂針孔；4擴口位置；5隔熱保護工裝；6安裝孔；7抗高溫隔熱涂層；8液面；9定位片。

【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，鎖緊銷I小端的頂針孔3部位(端面向里3mm位置)需要退火軟化，鎖緊銷I零件經(jīng)局部滲碳+淬火+低溫回火處理，鎖緊銷I零件擴口位置4的退火部位與滲碳表面2相鄰，滲碳表面2硬度要求> 61HRC，退火部位硬度要求< 40HRC。
[0022]如圖2所示，16Cr3NiWMoVNbE鋼淬火后回火溫度對硬度的影響，回火溫度在600°C以上，基體硬度開始隨回火溫度的升高而降低。
[0023]如圖3-圖5所示，退火隔熱保護工裝5采用304L不銹鋼的柱形結構，柱形結構的縱向開設安裝孔6，隔熱保護工裝5的底部采用抗高溫隔熱涂層7。隔熱保護工裝5設置于定位片9上，隔熱保護工裝5的安裝孔6與定位片9上的開孔相對應，鎖緊銷I的一端穿過隔熱保護工裝5開設的安裝孔6和定位片9上的開孔，鎖緊銷I伸出隔熱保護工裝5和定位片9的一端為擴口位置4，擴口位置4伸至鹽浴的液面8以下，通過定位片9將隔熱保護工裝5和鎖緊銷I定位，通過安裝孔6和定位片9將擴口位置4與滲碳表面2完全隔開。退火隔熱保護工裝5上設有定位裝置(定位片9)及抗高溫隔熱涂層7，便于浸入鹽浴尺寸及控制熱輻射。退火操作時，依鹽浴液面8高度通過定位裝置調(diào)節(jié)隔熱保護工裝5和鎖緊銷I的高度，控制退火位置。退火溫度選擇800°C以上，快速加熱保溫一定時間。
[0024]裝配時，根據(jù)需要制作一套機械傳動桿，即要水平吊掛零件，又要高度方向可調(diào)，根據(jù)熔鹽浴液面高度，調(diào)節(jié)機械傳動桿高度，并用定位片9 一側(cè)對應的標尺記錄刻度值。
[0025]使用時，將鎖緊銷I裝入隔熱保護工裝5，平穩(wěn)裝夾在機械傳動桿上的鎖緊銷I零件鎖緊處，依據(jù)定位片9 一側(cè)對應的標尺記錄刻度，豎直將需要退火的部位放入溫度為800?850°C熔鹽中，保持2?3分鐘，然后迅速抬起入水至室溫，實現(xiàn)軟化，控制加熱時間可以用秒表計時。本實施例中，退火部位硬度達到35HRC。
[0026]實施例結果表明，使用本發(fā)明方法的實施效果及經(jīng)濟效益估算:可以降低零件局部硬度，避免擴口過程中零件裂紋而報廢。單件加工成本約800元，按年產(chǎn)300件計:800元/件X 300件=24萬元。
【權利要求】
1.一種高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法，其特征在于:利用鹽浴爐的熔鹽實現(xiàn)滲碳鎖緊銷局部加熱，鎖緊銷采用馬氏體鋼16Cr3NiWMoVNbE，采用退火隔熱保護工裝將鎖緊銷零件滲碳面進隔熱保護，局部退火部位加熱到600°C以上溫度，實現(xiàn)軟化。
2.按照權利要求1所述的高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法，其特征在于:鎖緊銷零件擴口位置的退火部位與鎖緊銷零件的滲碳表面相鄰，對滲碳鎖緊銷零件擴口位置進行局部退火處理。
3.按照權利要求1所述的高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法，其特征在于:退火隔熱保護工裝采用柱形結構，柱形結構的縱向開設安裝孔，隔熱保護工裝的底部采用抗高溫隔熱涂層；隔熱保護工裝設置于定位片上，隔熱保護工裝的安裝孔與定位片上的開孔相對應，鎖緊銷的一端穿過隔熱保護工裝開設的安裝孔和定位片上的開孔，鎖緊銷伸出隔熱保護工裝和定位片的一端為鎖緊銷擴口位置，擴口位置伸至鹽浴的液面以下，通過定位片將隔熱保護工裝和鎖緊銷定位，通過安裝孔和定位片將擴口位置與滲碳表面完全隔開。
4.按照權利要求1或3所述的高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法，其特征在于:將鎖緊銷裝入隔熱保護工裝，平穩(wěn)裝夾在機械傳動桿上的鎖緊銷零件鎖緊處，依據(jù)定位片一側(cè)對應的標尺記錄刻度，豎直將需要退火的部位放入溫度為800?850°C熔鹽中，保持2?3分鐘，水冷至室溫。
5.按照權利要求1或4所述的高強合金鋼滲碳制件局部軟化方法，其特征在于:鎖緊銷零件的滲碳表面硬度要求> 61HRC，鎖緊銷零件的退火部位硬度要求< 40HRC。
【文檔編號】C21D1/26GK104357622SQ201410625881
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權日:2014年11月10日
【發(fā)明者】劉永, 劉建平, 施國梅 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司