一種低碳合金鋼件固體碳硼復(fù)合滲的表面處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及本發(fā)明具體涉及一種合金的表面處理方法，特別涉及一種低碳合金鋼 件固體碳硼復(fù)合滲的表面處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低碳鋼為碳含量低于0. 25%的碳素鋼，合金鋼是相對(duì)于碳鋼而言，是在碳鋼的基 礎(chǔ)上，為了改善鋼的一種或幾種性能，向鋼中加入一種或幾種合金元素，加入的合金量超過 碳鋼正常生產(chǎn)方法所具有的一般含量時(shí)，稱這種鋼為合金鋼。
[0003] 滲碳是一種化學(xué)熱處理方法，滲碳材料多為低碳鋼或低碳合金鋼，具體方法是將 工件置入具有活性碳介質(zhì)中，加熱到900-950°C的單相奧氏體區(qū)，保溫足夠時(shí)間后，使?jié)B碳 介質(zhì)中分解出的活性碳原子滲入鋼件表層，從而提高表層碳含量，芯部仍保持原有成分。
[0004] 滲硼也是一種化學(xué)熱處理方法，方法與滲碳相類似。滲硼層具有優(yōu)異的耐磨性、 較好的耐蝕性和抗高溫氧化性。但是傳統(tǒng)的滲硼方法存在一定缺陷，單獨(dú)滲硼及表面硼層 淬火后，工件表面會(huì)產(chǎn)生的較大應(yīng)力，雖然表面硬度高，但是滲硼層比較脆且容易從基體剝 落。
[0005] 因此，一種能夠使?jié)B硼層牢固的固定在低碳合金鋼件表面的低碳合金鋼件固體碳 硼復(fù)合滲的表面處理方法成為解決問題的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的一個(gè)目的提供一種低碳合金鋼件固體碳硼復(fù)合滲的表面處理方法，先進(jìn) 行滲碳處理，再進(jìn)行滲硼處理，可在低碳鋼表面形成了一個(gè)過渡層，使?jié)B硼層與鋼基體結(jié)合 較好，不易于脫落。
[0007] 本發(fā)明另一個(gè)發(fā)明目的在于提供一種低碳合金鋼件固體碳硼復(fù)合滲的表面處理 方法，在淬火過程中使用淬火劑，保證淬透性的同時(shí)減小滲硼層脆性，從而進(jìn)一步提高鋼件 表面的抗腐蝕性。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種低碳合金鋼件固體碳硼復(fù)合滲的表面處理方 法，包括以下步驟：
[0009] a、對(duì)滲碳劑和滲碳用滲箱進(jìn)行預(yù)處理；對(duì)低碳合金鋼件的表面進(jìn)行清潔；
[0010] b、經(jīng)過步驟a處理后，在滲碳用滲箱的底部裝入滲碳劑，再將低碳合金鋼件放入 滲碳用滲箱中，然后再次裝入滲碳劑，使?jié)B碳劑覆蓋工件5~6mm;蓋上滲碳用滲箱的上蓋， 并將上蓋密封；將滲碳用滲箱放入電阻爐內(nèi)進(jìn)行滲碳處理，壓力0. 5~I. 5XIO5Pa,滲碳溫 度為920~940°C，滲碳時(shí)間6~8h;
[0011] c、經(jīng)過步驟b滲碳處理后，將滲碳用滲箱自電阻爐中取出，自然冷卻至室溫，取出 經(jīng)過滲碳處理后的低碳合金鋼件；
[0012] d、對(duì)滲硼劑和滲硼用滲箱進(jìn)行預(yù)處理；對(duì)低碳合金鋼件的表面進(jìn)行清潔；
[0013] e、經(jīng)過步驟d處理后，在滲硼用滲箱底部倒入滲硼劑，再將清洗后的低碳合金鋼 件放入滲硼用滲箱，然后再次裝入滲硼劑，使?jié)B硼劑覆蓋工件5~6mm，上滲硼用滲箱上蓋， 并將上蓋密封，將滲硼用滲箱放入電阻爐內(nèi)進(jìn)行滲硼處理，壓力0. 5~I. 5XIO5Pa,滲硼溫 度為920~940°C，滲硼時(shí)間5~7h;
[0014] f、經(jīng)過步驟e滲硼處理后，將滲硼用滲箱自電阻爐中取出，自然冷卻至室溫，取出 經(jīng)過滲硼處理后的低碳合金鋼件；
[0015] g、將經(jīng)過步驟f?處理后的低碳合金鋼件再次放入滲碳用滲箱中，加入步驟b中使 用過的滲碳劑，使?jié)B碳劑覆蓋工件5~6mm，蓋上滲碳用滲箱的上蓋，并用水加粘土將上蓋 密封后放入電阻爐中進(jìn)行加熱至800~900°C，保溫時(shí)間不少于30min，取出工件浸油冷 卻；
[0016] h、步驟g淬火結(jié)束后進(jìn)行低溫回火，回火溫度為160~200°C，保溫時(shí)間不低于3 小時(shí)。
[0017] 優(yōu)選的是，步驟g中所述油浴中加入了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的淬火劑。
[0018] 優(yōu)選的是，所述淬火劑由10份二烷基二硫代磷酸氧鉬，10份硼酸銨，15份磺酸鈣， 20份2, 4, 6-叔丁基對(duì)苯二酚，2份氟硅消泡劑和43份的丙烯醇組成。
[0019] 優(yōu)選的是，所述步驟a中將滲碳劑和滲碳用滲箱進(jìn)行預(yù)處理的方法為，將滲碳劑 和滲碳用滲箱分別在190~210°C下，烘干2-4h。
[0020] 優(yōu)選的是，所述對(duì)低碳合金鋼件的表面進(jìn)行清潔的方法為，將低碳合金鋼件置于 無水乙醇溶液中，超聲10~30min。
[0021] 優(yōu)選的是，所述步驟d中對(duì)滲硼劑和滲硼用滲箱進(jìn)行預(yù)處理的方法為，將滲硼劑 和滲硼用滲箱分別在190~210°C下，烘干2-4h。
[0022] 優(yōu)選的是，所述步驟b和步驟e中，將由水玻璃和耐火泥調(diào)制而成的水玻璃泥覆涂 到上蓋邊緣和滲箱內(nèi)壁的結(jié)合面，進(jìn)而將上蓋密封。
[0023] 優(yōu)選的是，所述步驟b中滲碳溫度為930°C，滲炭時(shí)間7h。
[0024]優(yōu)選的是，所述步驟e中滲硼溫度為930°C，滲硼時(shí)間6h。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是：1、先進(jìn)行滲碳在進(jìn)行滲硼可在低碳鋼表面形成了一個(gè)過渡 層，使?jié)B硼層與鋼基體結(jié)合較好，不易于脫落；2、在本方法保護(hù)的工藝范圍內(nèi)，能夠獲得良 好的滲碳滲硼效果，從而提高了鋼件的硬度、耐磨性和耐蝕性；3、提高了工件表面的沖擊韌 性；4、簡化了滲碳和滲硼的工藝，對(duì)設(shè)備要求較低，進(jìn)而節(jié)約了成本；5、使用淬火劑進(jìn)行淬 火，在保證淬透性的同時(shí)能夠減小滲硼層脆性，從而進(jìn)一步提高鋼件表面的抗腐蝕。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說 明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] -種低碳合金鋼件固體碳硼復(fù)合滲的表面處理方法，包括以下步驟：
[0029] a、滲碳劑和滲碳用滲箱分別在200°C下，烘干3h;將低碳合金鋼件置于無水乙醇 溶液中，超聲20min，清潔工件表面，去除油污；
[0030] b、經(jīng)過步驟a處理后，在滲碳用滲箱的底部裝入滲碳劑，再將低碳合金鋼件放入 滲碳用滲箱中，然后再次裝入滲碳劑，使?jié)B碳劑覆蓋工件5mm;蓋上滲碳用滲箱的上蓋，并 用由水玻璃和耐火泥調(diào)制而成的水玻璃泥覆涂到上蓋邊緣和滲箱內(nèi)壁的結(jié)合面，進(jìn)而將上 蓋密封；將滲碳用滲箱放入電阻爐內(nèi)進(jìn)行滲碳處理，壓力I.OXIO5Pa,滲碳溫度為930°C，滲 碳時(shí)間7h;
[0031] c、經(jīng)過步驟b滲碳處理后，將滲碳用滲箱自電阻爐中取出，自然冷卻至室溫，取出 經(jīng)過滲碳處理后的低碳合金鋼件；
[0032] d、將滲硼劑和滲硼用滲箱分別在200°C下，烘干3h;將低碳合金鋼件置于無水乙 醇溶液中，超聲20min，清潔工件表面，去除油污；
[0033] e、經(jīng)過步驟d處理后，在滲硼用滲箱底部裝入滲硼劑，再將清洗后的低碳合金鋼 件放入滲硼用滲箱，然后再次裝入滲硼劑，使?jié)B硼劑覆蓋工件6mm;蓋上滲硼用滲箱上蓋， 并用由水玻璃和耐火泥調(diào)制而成的水玻璃泥覆涂到上蓋邊緣和滲箱內(nèi)壁的結(jié)合面，進(jìn)而將 上蓋密封，將滲硼用滲箱放入電阻爐內(nèi)進(jìn)行滲硼處理，壓力I. 〇XIO5Pa,滲硼溫度為930°C， 滲硼時(shí)間6h;
[0034] f、經(jīng)過步驟e滲硼處理后，將滲硼用滲箱自電阻爐中取出，自然冷卻至室溫，取出 經(jīng)過滲硼處理后的低碳合金鋼件；
[0035] g、將經(jīng)過步驟f?處理后的低碳合金鋼件再次放入滲碳用滲箱中，加入步驟b中使 用過的滲碳劑，使?jié)B碳劑覆蓋工件5mm，蓋上滲碳用滲箱的上蓋，并用水加粘土將上蓋密封 后放入電阻爐中進(jìn)行加熱至850°C，保溫時(shí)間lh，保溫結(jié)束后迅速將工件進(jìn)行油浴冷卻，在 油浴中加入了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的淬火劑，所述淬火劑由10份二烷基二硫代磷酸氧鉬，10份 硼酸銨，15份磺酸鈣，20份2, 4, 6-叔丁基對(duì)苯二酚，2份氟硅消泡劑和43份的丙烯醇組成；
[0036] h、步驟g淬火結(jié)束后立即進(jìn)行低溫回火，回火溫度為190°C，保溫時(shí)間5小時(shí)。
[0037] 實(shí)施例2
[0038] -種低碳合金鋼件固體碳硼復(fù)合滲的表面處理方法，包括以下步驟：
[0039] a、滲碳劑和滲碳用滲箱分別在190°C下，烘干4h;將低碳合金鋼件置于無水乙醇