一種氨基氣體軟氮化工藝的制作方法
【專利摘要】一種氨基氣體軟氮化工藝，它包括鋼制工件軟氮化處理前的熱處理過(guò)程、表面預(yù)處理過(guò)程、軟氮化處理過(guò)程及軟氮化后續(xù)處理過(guò)程，在熱處理過(guò)程中采用的正火處理及調(diào)質(zhì)處理，在軟氮化過(guò)程中采用氨氣、氮?dú)?、二氧化碳作為氮化介質(zhì)，并合理控制各項(xiàng)軟氮化工藝參數(shù)，氮化爐采用較低的升溫和降溫速率，并在軟氮化過(guò)程結(jié)束時(shí)繼續(xù)通入一定量的氮?dú)?，維持氮化爐的正壓氣氛，而且在氮化爐溫度降至200℃時(shí)立即進(jìn)行水冷，直到鋼制工件的表面溫度達(dá)到室溫，上述工藝使得本發(fā)明提供的氨基氣體軟氮化工藝具有提高鋼制工件硬度、使硬度和滲層均勻性升高、滲層較深的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】 一種氨基氣體軟氮化工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軟氮化工藝，特別是一種氨基氣體軟氮化工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]軟氮化是一種以滲~為主，并兼有滲的一個(gè)表面處理工藝，軟氮化因具有處理溫度低、時(shí)間短、工件變形小，不受鋼種限制，能顯著提高工件的疲勞強(qiáng)度、耐磨性和腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于模具、量具、刀具等耐磨工件的處理，而現(xiàn)有的軟氮化工藝往往存在工件硬度偏低、硬度和滲層不均勻、滲層較淺等缺陷，因此需要尋求一種優(yōu)化的軟氮化工藝來(lái)盡量避免上述缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種氨基氣體軟氮化工藝，它具有提高鋼制工件硬度、使硬度和滲層均勻性升高、滲層較深的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種氨基氣體軟氮化工藝，包括以下步驟:
(1)將鋼制工件放入加熱爐中加熱到8001:進(jìn)行正火，并保溫兩個(gè)小時(shí)，然后再將鋼制工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，正火過(guò)程和調(diào)質(zhì)過(guò)程保證在一定的(1)2氣氛中進(jìn)行；
(2)將進(jìn)行調(diào)質(zhì)后的鋼制工件侵泡在濃硫酸和重鉻酸鉀的混合溶液中進(jìn)行表面預(yù)處理，浸泡時(shí)間為1?2小時(shí)；
(3)將表面預(yù)處理后的鋼制工件再使用酒精進(jìn)行簡(jiǎn)單的表面清潔處理后，放入氮化爐中進(jìn)行軟氮化處理，氮化介質(zhì)為順3、吧、⑶2，其中順3的體積含量為49%?52%，吧的體積含量為42%?45%，002的體積含量為3%?5%，氮化處理的溫度為550?5651，氮化處理時(shí)間為1.5?2.5小時(shí)，順3的分解率控制在55%?85% ；
(4)軟氮化處理結(jié)束后，停止氮化爐加熱，并繼續(xù)向氮化爐中通入一定量的吧，維持氮化爐內(nèi)的正壓環(huán)境，待爐內(nèi)溫度降至2001:左右時(shí)，用工具將鋼制工件從氮化爐中取出，并立即放進(jìn)冷水中，快速降溫，鋼制工件表面溫度降至室溫后，氮化處理過(guò)程即完成。
[0005]本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是:調(diào)質(zhì)處理中選用的淬火溫度為80?1001:，保溫時(shí)間0.5?1小時(shí)，淬火時(shí)選用的淬冷介質(zhì)為硼砂的水溶液，硼砂溶液中硼砂的質(zhì)量百分含量為3?6%，回火溫度為550?6501:，保溫1?2.5小時(shí)。
[0006]本發(fā)明再進(jìn)一步的技術(shù)方案是:軟氮化處理時(shí)所采用的氮化爐內(nèi)至少分布有兩個(gè)加熱裝置，加熱裝置對(duì)稱放置。
[0007]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:軟氮化處理時(shí)所采用的氮化爐的升溫速率和降溫速率均不大于101加111。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn):
(1)本發(fā)明在軟氮化處理之前進(jìn)行了正火及調(diào)質(zhì)處理的熱處理工藝，可使鋼制構(gòu)件的基體硬度增強(qiáng)，而且熱處理過(guò)程是在二氧化碳的氣氛中進(jìn)行，可有效避免鋼制工件的表面的表面脫碳現(xiàn)象； (2)本發(fā)明在軟氮化處理時(shí)采用較低的升溫及降溫速率，并選用多個(gè)加熱裝置的氮化爐，可使?jié)B層均勻；
(3)本發(fā)明在軟氮化處理時(shí)采用順342402為氮化介質(zhì)，并合理的控制各氮化介質(zhì)的體積含量及冊(cè)13的分解率、滲氮溫度和滲氮時(shí)間，可保證滲氮層較深；
(4)本發(fā)明在軟氮化處理時(shí)繼續(xù)通入吧，保證氮化爐內(nèi)的正壓環(huán)境，并在氮化爐溫度降低到2001:左右時(shí)立即進(jìn)行水冷，既保證了滲層的均勻性，又可有效減少鋼制工件的變形量。

【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1:
一種氨基氣體軟氮化工藝，包括以下步驟:
(1)將鋼制工件放入加熱爐中加熱到8001:進(jìn)行正火，并保溫兩個(gè)小時(shí)，然后再將鋼制工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，正火過(guò)程和調(diào)質(zhì)過(guò)程保證在一定的(1)2氣氛中進(jìn)行；
(2)將進(jìn)行調(diào)質(zhì)后的鋼制工件侵泡在濃硫酸和重鉻酸鉀的混合溶液中進(jìn)行表面預(yù)處理，浸泡時(shí)間為1小時(shí)；
(3)將表面預(yù)處理后的鋼制工件再使用酒精進(jìn)行簡(jiǎn)單的表面清潔處理后，放入氮化爐中進(jìn)行軟氮化處理，氮化介質(zhì)為順3、吧、⑶2，其中順3的體積含量為51%，吧的體積含量為44%，(1)2的體積含量為5%，氮化處理的溫度為5551，氮化處理時(shí)間為1.5小時(shí)，順3的分解率控制在55% ；
(4)軟氮化處理結(jié)束后，停止氮化爐加熱，并繼續(xù)向氮化爐中通入一定量的吧，維持氮化爐內(nèi)的正壓環(huán)境，待爐內(nèi)溫度降至2001:時(shí)，用工具將鋼制工件從氮化爐中取出，并立即放進(jìn)冷水中，快速降溫，鋼制工件表面溫度降至室溫后，氮化處理過(guò)程即完成。
[0010]調(diào)質(zhì)處理中選用的淬火溫度為801，保溫時(shí)間0.5小時(shí)，淬火時(shí)選用的淬冷介質(zhì)為硼砂的水溶液，硼砂溶液中硼砂的質(zhì)量百分含量為3%，回火溫度為5501，保溫1小時(shí)，此調(diào)質(zhì)處理工藝可保證鋼制工件的硬度、強(qiáng)度等性能較好。
[0011〕 軟氮化處理時(shí)所采用的氮化爐內(nèi)至少分布有兩個(gè)加熱裝置，加熱裝置對(duì)稱放置，確保氮化爐內(nèi)的溫度均勻。
[0012]軟氮化處理時(shí)所采用的氮化爐的升溫速率和降溫速率為101:加化，使氮化爐的升溫速率和降溫較緩慢。
[0013]實(shí)施例2:
一種氨基氣體軟氮化工藝，包括以下步驟:
(1)將鋼制工件放入加熱爐中加熱到8001:進(jìn)行正火，并保溫兩個(gè)小時(shí)，然后再將鋼制工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，正火過(guò)程和調(diào)質(zhì)過(guò)程保證在一定的(1)2氣氛中進(jìn)行；
(2)將進(jìn)行調(diào)質(zhì)后的鋼制工件侵泡在濃硫酸和重鉻酸鉀的混合溶液中進(jìn)行表面預(yù)處理，浸泡時(shí)間為2小時(shí)；
(3)將表面預(yù)處理后的鋼制工件再使用酒精進(jìn)行簡(jiǎn)單的表面清潔處理后，放入氮化爐中進(jìn)行軟氮化處理，氮化介質(zhì)為順3、吧、⑶2，其中順3的體積含量為52%，吧的體積含量為43%，002的體積含量為5%，氮化處理的溫度為6001:，氮化處理時(shí)間為2小時(shí)，順3的分解率控制在70% ； (4)軟氮化處理結(jié)束后，停止氮化爐加熱，并繼續(xù)向氮化爐中通入一定量的吧，維持氮化爐內(nèi)的正壓環(huán)境，待爐內(nèi)溫度降至1801:時(shí)，用工具將鋼制工件從氮化爐中取出，并立即放進(jìn)冷水中，快速降溫，鋼制工件表面溫度降至室溫后，氮化處理過(guò)程即完成。
[0014]調(diào)質(zhì)處理中選用的淬火溫度為1001，保溫時(shí)間1小時(shí)，淬火時(shí)選用的淬冷介質(zhì)為硼砂的水溶液，硼砂溶液中硼砂的質(zhì)量百分含量為6%，回火溫度為6001:，保溫2小時(shí)，此調(diào)質(zhì)處理工藝可保證鋼制工件的硬度、強(qiáng)度等性能較好。
[0015]軟氮化處理時(shí)所采用的氮化爐內(nèi)至少分布有兩個(gè)加熱裝置，加熱裝置對(duì)稱放置，確保氮化爐內(nèi)的溫度均勻。
[0016]軟氮化處理時(shí)所采用的氮化爐的升溫速率和降溫速率均為81:加化，使氮化爐的升溫速率和降溫較緩慢。
[0017]實(shí)施例3:
一種氨基氣體軟氮化工藝，包括以下步驟:
(1)將鋼制工件放入加熱爐中加熱到8001:進(jìn)行正火，并保溫兩個(gè)小時(shí)，然后再將鋼制工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，正火過(guò)程和調(diào)質(zhì)過(guò)程保證在一定的(1)2氣氛中進(jìn)行；
(2)將進(jìn)行調(diào)質(zhì)后的鋼制工件侵泡在濃硫酸和重鉻酸鉀的混合溶液中進(jìn)行表面預(yù)處理，浸泡時(shí)間為1.5小時(shí)；
(3)將表面預(yù)處理后的鋼制工件再使用酒精進(jìn)行簡(jiǎn)單的表面清潔處理后，放入氮化爐中進(jìn)行軟氮化處理，氮化介質(zhì)為順3、吧、⑶2，其中順3的體積含量為50%，吧的體積含量為45%，002的體積含量為5%，氮化處理的溫度為6501，氮化處理時(shí)間為2.5小時(shí)，順3的分解率控制在85% ；
(4)軟氮化處理結(jié)束后，停止氮化爐加熱，并繼續(xù)向氮化爐中通入一定量的吧，維持氮化爐內(nèi)的正壓環(huán)境，待爐內(nèi)溫度降至1801:時(shí)，用工具將鋼制工件從氮化爐中取出，并立即放進(jìn)冷水中，快速降溫，鋼制工件表面溫度降至室溫后，氮化處理過(guò)程即完成。
[0018]調(diào)質(zhì)處理中選用的淬火溫度為901，保溫時(shí)間1小時(shí)，淬火時(shí)選用的淬冷介質(zhì)為硼砂的水溶液，硼砂溶液中硼砂的質(zhì)量百分含量為4.5%，回火溫度為6501，保溫2.5小時(shí)，此調(diào)質(zhì)處理工藝可保證鋼制工件的硬度、強(qiáng)度等性能較好。
[0019]軟氮化處理時(shí)所采用的氮化爐內(nèi)至少分布有兩個(gè)加熱裝置，加熱裝置對(duì)稱放置，確保氮化爐內(nèi)的溫度均勻。
[0020]軟氮化處理時(shí)所采用的氮化爐的升溫速率和降溫速率均為6。。加化，使氮化爐的升溫速率和降溫較緩慢。
【權(quán)利要求】
1.一種氨基氣體軟氮化工藝，包括以下步驟: (1)將鋼制工件放入加熱爐中加熱到800°C進(jìn)行正火，并保溫兩個(gè)小時(shí)，然后再將鋼制工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，正火過(guò)程和調(diào)質(zhì)過(guò)程保證在一定的C02氣氛中進(jìn)行； (2)將進(jìn)行調(diào)質(zhì)后的鋼制工件侵泡在濃硫酸和重鉻酸鉀的混合溶液中進(jìn)行表面預(yù)處理，浸泡時(shí)間為I?2小時(shí)； (3)將表面預(yù)處理后的鋼制工件再使用酒精進(jìn)行簡(jiǎn)單的表面清潔處理后，放入氮化爐中進(jìn)行軟氮化處理，氮化介質(zhì)為NH3、N2、C02，其中NH3的體積含量為49%?52%，N2的體積含量為42%?45%，C02的體積含量為3%?5%，氮化處理的溫度為550?565°C，氮化處理時(shí)間為1.5?2.5小時(shí)，NH3的分解率控制在55%?85% ； (4)軟氮化處理結(jié)束后，停止氮化爐加熱，并繼續(xù)向氮化爐中通入一定量的N2，維持氮化爐內(nèi)的正壓環(huán)境，待爐內(nèi)溫度降至200°C左右時(shí)，用工具將鋼制工件從氮化爐中取出，并立即放進(jìn)冷水中，快速降溫，鋼制工件表面溫度降至室溫后，氮化處理過(guò)程即完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基氣體軟氮化工藝，其特征在于:調(diào)質(zhì)處理中選用的淬火溫度為80?100°C，保溫時(shí)間0.5?I小時(shí)，淬火時(shí)選用的淬冷介質(zhì)為硼砂的水溶液，硼砂溶液中硼砂的質(zhì)量百分含量為3?6%，回火溫度為550?650°C，保溫I?2.5小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基氣體軟氮化工藝，其特征在于:軟氮化處理時(shí)所采用的氮化爐內(nèi)至少分布有兩個(gè)加熱裝置，加熱裝置對(duì)稱放置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的氨基氣體軟氮化工藝，其特征在于:軟氮化處理時(shí)所采用的氮化爐的升溫速率和降溫速率均不大于10°C /min。
【文檔編號(hào)】C23F17/00GK104498966SQ201410730569
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】劉登發(fā), 尤華勝 申請(qǐng)人:衡陽(yáng)風(fēng)順車(chē)橋有限公司