CN100523270C - 一种钢铁工件的浅层渗碳工艺 - Google Patents
一种钢铁工件的浅层渗碳工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100523270C CN100523270C CNB2007100189352A CN200710018935A CN100523270C CN 100523270 C CN100523270 C CN 100523270C CN B2007100189352 A CNB2007100189352 A CN B2007100189352A CN 200710018935 A CN200710018935 A CN 200710018935A CN 100523270 C CN100523270 C CN 100523270C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carburizing
- steel
- iron
- lamella
- superficial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 241000446313 Lamella Species 0.000 title claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methyl alcohol Substances OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 9
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 7
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 7
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 7
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003961 penetration enhancing agent Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
本发明涉及钢铁工件的渗碳工艺技术领域，具体涉及一种钢铁工件的浅层渗碳工艺。本发明要克服现有技术存在的成本高、渗碳层质量不稳定和对被处理工件的性能有影响的问题。本发明的技术方案是：一种钢铁工件的浅层渗碳工艺，在790～820℃温度下将钢铁工件在具有渗碳能力的气氛中保持一定时间，使其表面获得0.10～0.25mm的渗碳层，渗碳的气氛是单一的组分——甲醇。本发明的优点是：1.成本低，2.渗碳层质量稳定，3.适用范围广。
Description
技术领域：
本发明涉及钢铁工件的渗碳工艺技术领域，具体涉及一种钢铁工件的浅层渗碳工艺。
背景技术：
现有气体渗碳工艺一般是800-950℃温度下钢铁工件在具有渗碳能力的气氛中保持一定时间，使其表面获得适宜的渗碳层。渗碳的气氛是由两类物质在炉中反应形成。一类物质是渗碳剂，一类中稀释剂。渗碳剂在炉内反应时可以生成大量的活性碳原子，起加速渗碳的作用，稀释剂则形成基础气氛，提供一个渗碳的环境，甲醇作为一种最常用的稀释剂，广泛运用于其中。
使用以上稀释剂加渗碳剂的工艺对于大多数需要进行深层渗碳工件来说是适用的，也是很成功的。
但将该工艺方法直接运用到一些需要浅层渗碳的工件上有如下的弊端：
1.成本高：需要多种渗碳剂，物料管理及使用成本大；渗剂品种多，需要较复杂的设备，投入大；对于一部分并不要求较高硬度的零件，渗碳淬火后一般硬度很高，需要用较高的回火温度进行回火调整硬度，设备使用成本增加。
2.渗碳层质量不稳定：渗碳过程不易控制，渗碳层质量易波动；气氛浓度偏高，导致渗层浓度梯度不佳。
3.对被处理工件的性能有影响：对于一些合金渗碳钢渗碳层中会形成不良的组织，影响最终使用性能；对于一部分并不要求较高硬度的零件，渗碳淬火后一般硬度很高，需要用较高的回火温度进行回火调整硬度，普通空气回火炉会损伤工件精度。
发明内容：
本发明要提供一种钢铁工件的浅层渗碳工艺，以克服现有技术存在的成本高、渗碳层质量不稳定和对被处理工件的性能有影响的问题。
为克服现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种钢铁工件的浅层渗碳工艺，在790～820℃温度下将钢铁工件在具有渗碳能力的气氛中保持一定时间，使其表面获得0.10～0.25mm的渗碳层，渗碳的气氛是单一的组分——甲醇。
上述钢铁工件包括各种渗碳钢。
上述钢铁工件内含有较多合金元素。含有较多合金元素的钢铁工件的渗碳速度更快。
本发明的意义在于打破了传统的甲醇不能渗碳的认识，同时为浅层渗碳开辟了一条简单而实用的途径。与现有技术相比，本发明的优点是：
1、成本低：本工艺简单易行，就是在传统的稀释剂+渗碳剂工艺方法的基础上去掉其它渗碳剂，只用稀释剂—甲醇这一种物质来进行浅层渗碳。设备及控制手段都完全不需要改变，甚至可以用更简单的设备来实现浅层渗碳。
2、渗碳层质量稳定：经过实验表明，对于15CrMo、20CrMo、20Cr等材料，仅用工业甲醇而不添加其它任何渗碳剂，其渗碳的表现是比较满意的。
3、适用范围广：本发明应当对于一切渗碳钢都是适用的，只是不同的材料其渗碳的速度是有差异的，08钢，10F钢等速度较低，15钢，20钢等次之，20Cr较好，15CrMo、20CrMo等较好，含有较多合金元素的钢材其渗碳速度更快。
附图说明
附图为传动齿轮经渗碳淬火回火后的硬度分布曲线图。
具体实施方式：
机械零件中的大多数其渗碳层基本上要求是在0.4mm以上，属于深层渗碳，所以早期的渗碳实践多是0.4mm以上，而浅层渗碳(0.4mm以下特别是0.2mm以下)的实践相对较少，因此人们对于渗碳的经验大多也是建立在深层渗碳的实践基础上的，把深层渗碳的成功经验也就自然地推及到一切渗碳活动中，即使在某些要求浅层渗碳的零件也用深层渗碳同样的方法来进行。
在深层渗碳的情况下，需要气氛具有较强的渗碳能力。所以长期以来渗碳过程中不论渗层深浅均在向炉内通入甲醇(稀释剂)的同时还需要通入丙烷，丙酮等(渗碳剂)。从而也就形成了一种甲醇并不能渗碳的认识。
然而这种认识是不全面的，毕竟浅层渗碳有一些不同于深层渗碳的特点，特别是某些易于渗碳的材质，或一些表面硬度要求不高的工件，或者有一些特定使用功能的零件，简单地套用深层渗碳的方法来处理并不是最好的选择。目前这种不全面的认识是由于针对浅层渗碳的专门研究太少，另一个原因是对于渗碳层性能的检测比较简单粗略，以及渗碳层性能与工件使用性能之间关系的认识都还很不充分。因此本发明具有突破性地提出了将作为稀释剂用的甲醇作为渗碳剂在浅层渗碳的情况下使用，并且经实验证实取得了较理想的效果。
下面将结合实施例对本发明做详细的说明。
在实施例中，甲醇的品质与以前作为稀释剂时的品质相同。
实施例1：以20CrMo材料制成的钢铁工件
零件名称：传动齿轮
材质：20CrMo
技术要求：渗层深度0.15-0.25mm
硬度530-610HV5
渗碳温度790℃
渗碳时间100分钟
每次装入量100KG
甲醇流量2.0升/时
渗碳后直接淬火
渗层深度0.18mm
淬火后硬度800-870HV5
经380℃ 90分钟回火后硬度为570±30HV5
传动齿轮经渗碳淬火回火后的硬度分布曲线，参见附图。
实施例2：以15CrMo材料制成的钢铁工件
零件名称：曲柄
材质：15CrMo
技术要求：渗层深度0.1-0.2mm
硬度450-600HV5
渗碳温度820℃
渗碳时间45分钟
每次装入量110KG
甲醇流量2.0升/时
渗碳后直接淬火
渗层深度0.12-0.15mm
淬火后硬度700-800HV5
经320℃60分钟回火后硬度达到450-600HV5范围。
实施例3：以15材料制成的钢铁工件
零件名称：接头
材质：15
技术要求：渗层深度0.1-0.2mm
硬度350-450HV5
渗碳温度800℃
渗碳时间100分钟
每次装入量80KG
甲醇流量2.0升/时
渗碳后直接淬火
渗层深度0.12-0.16mm
淬火后硬度600-700HV5
经400℃60分钟回火后硬度达到350-450HV5范围。
Claims (2)
1、一种钢铁工件的浅层渗碳工艺，在790～820℃温度下将钢铁工件在具有渗碳能力的气氛中保持一定时间，使其表面获得0.10～0.25mm的渗碳层，渗碳的气氛是单一的组分——甲醇。
2、根据权利要求1所述的一种钢铁工件的浅层渗碳工艺，其特征在于：所述钢铁工件包括各种渗碳钢。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007100189352A CN100523270C (zh) | 2007-10-25 | 2007-10-25 | 一种钢铁工件的浅层渗碳工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007100189352A CN100523270C (zh) | 2007-10-25 | 2007-10-25 | 一种钢铁工件的浅层渗碳工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101250684A CN101250684A (zh) | 2008-08-27 |
| CN100523270C true CN100523270C (zh) | 2009-08-05 |
Family
ID=39954282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2007100189352A Expired - Fee Related CN100523270C (zh) | 2007-10-25 | 2007-10-25 | 一种钢铁工件的浅层渗碳工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100523270C (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111549314A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-08-18 | 湖南特科能热处理有限公司 | 一种低碳钢薄壁件的渗碳工艺 |
-
2007
- 2007-10-25 CN CNB2007100189352A patent/CN100523270C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101250684A (zh) | 2008-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR950032691A (ko) | 오스테나이트계 금속에 대한 침탄처리방법 및 그에 따라 제조되는 오스테나이트계 금속제품 | |
| JP5927018B2 (ja) | 機械部品の製造方法 | |
| CN105525253A (zh) | 一种合金钢W18Cr4V模具零件的表面处理方法 | |
| CN103774085B (zh) | 一种在低碳合金钢表面制备的高氮奥氏体层及制备方法 | |
| CN100523270C (zh) | 一种钢铁工件的浅层渗碳工艺 | |
| JP2010222696A (ja) | 調質熱処理済み鋼帯およびその製造方法 | |
| CN104451534B (zh) | 用于对由奥氏体防锈不锈钢制成的深拉件或冲压弯折件渗碳的方法 | |
| JP5152832B2 (ja) | 高炭素クロム軸受鋼の焼入方法および高炭素クロム軸受鋼ならびに軸受部品および転がり軸受 | |
| Han et al. | A Research on Selective Carburization Process of Low Carbon Steel | |
| JP6374178B2 (ja) | 機械部品の製造方法 | |
| RU2679318C1 (ru) | Способ диффузионного насыщения изделий из аустенитных сталей | |
| Nishimoto et al. | Effect of Pre‐deforming on Low Temperature Plasma Nitriding of Austenitic Stainless Steel | |
| CN109811295B (zh) | 一种精密零件的真空渗碳炉750℃低温渗碳工艺 | |
| RU2367715C2 (ru) | Способ азотирования изделий из легированных сталей | |
| JP2015010258A (ja) | 高Ｓｉ浸炭用鋼の浸炭方法 | |
| JP2010222649A (ja) | 炭素鋼材料の製造方法および炭素鋼材料 | |
| JP2001131688A (ja) | 熱処理改善のための空気焼入れ低ないし中炭素鋼 | |
| JP2005330587A (ja) | 歯面強度に優れた歯車の製造方法および歯面強度に優れた歯車 | |
| CN104694873B (zh) | 用于对由奥氏体不锈钢制成的深拉件或冲压弯折件进行硝基渗碳的方法 | |
| JP2002275526A (ja) | 鋼材料の製造方法 | |
| JP5366571B2 (ja) | 鉄系合金の表面改質材料、鉄系合金の表面改質方法および鋳造用金型 | |
| Aydin et al. | Effect of different nitriding processes on the friction coefficient of 304 austenitic and 420 martensitic stainless steels | |
| Umehara et al. | Effects of carbon concentration change on growth of compound layer in surface of nitrided steel | |
| JP6071365B2 (ja) | 機械部品の製造方法 | |
| Li et al. | Effect of Heat Treatment on the Formability of Zn‐Coated Hot Stamping Steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: NINGBO SHUANGHAI MACHINE MANUFACTURING CO.,LTD. Assignor: XI'AN TYPICAL INDUSTRIES Co.,Ltd. Contract fulfillment period: 2009.6.22 to 2019.6.21 Contract record no.: 2009330001572 Denomination of invention: Superficial lamella carburizing technique for steel workpiece Granted publication date: 20090805 License type: Exclusive license Record date: 20090709 |
|
| LIC | Patent licence contract for exploitation submitted for record |
Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2009.6.22 TO 2019.6.21; CHANGE OF CONTRACT Name of requester: NINGBO SHUANGHAI MACHINERY MANUFACTURING CO., LTD. Effective date: 20090709 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090805 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |