CN101033554A - 一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺 - Google Patents

一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN101033554A
CN101033554A CN 200710068129 CN200710068129A CN101033554A CN 101033554 A CN101033554 A CN 101033554A CN 200710068129 CN200710068129 CN 200710068129 CN 200710068129 A CN200710068129 A CN 200710068129A CN 101033554 A CN101033554 A CN 101033554A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vanadinizing
carbon steel
temperature
vanadizing
treatment process
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.)
Granted
Application number
CN 200710068129
Other languages
English (en)
Other versions
CN100497746C (zh
Inventor
张融南
叶斌
卢旭东
张炼
宣碧华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Donghua Chain Group Co Ltd
Original Assignee
宣碧华
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 宣碧华 filed Critical 宣碧华
Priority to CNB2007100681296A priority Critical patent/CN100497746C/zh
Publication of CN101033554A publication Critical patent/CN101033554A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100497746C publication Critical patent/CN100497746C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺，步骤如下：1)渗碳处理，渗碳温度：850～900℃，渗碳时间：30～60分钟；2)淬火，淬火后回火，回火后抛光；3)渗钒处理，渗钒温度：950～990℃，渗钒时间：6～8小时；4)等温盐浴淬火，淬火温度：290～350℃，淬火时间：30～60分钟。本技术方案通过在渗钒处理前对高碳钢销轴做渗碳预处理，使之可以形成较厚、致密并且牢固的渗钒层，避免了直接对高碳钢销轴做渗钒处理，渗钒层较薄、不够牢固、易脱离基体的问题；通过对渗钒处理后的钢销轴做等温盐浴淬火，避免了普通淬火，基体和渗钒层冷却收缩速度不同容易开裂的问题。

Description

一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺
                               技术领域
本发明属于金属表面热处理技术领域，特别是涉及一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺。
                               背景技术
金属工件表面常常要进行表面化学热处理，以改善其表面物理化学性能。其中，以渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗铬、渗钒、渗硼等较为常见。而渗碳技术最为成熟，应用也最广泛。渗碳法按使用的渗碳剂不同，可分为三大类：
(1)固体渗碳法：以木炭为主剂的渗碳法。
(2)液体渗碳法：以氰化钠(NaCN)为主剂的渗碳法。
(3)气体渗碳法：以天然气、丙烷、丁烷等气体为主剂的渗碳法。
渗碳技术相关专利数不胜数，尤以气体渗碳法较多，主要是针对低碳钢、低碳合金钢等含碳量较低的钢铁材料进行表面渗碳。渗碳热处理后金属表面含碳量可达到0.8～1.2％，使得金属工件表面具有较高硬度、强度的同时，仍保持芯部韧性。金属表面渗碳的理论依据是分子(原子)永不停息的、无规则的布朗运动。以气体渗碳为例，发生气体(C4H10、C3H8、CH4)和空气的混合气体在高温下发生反应，释放出活性碳原子，高浓度的活性碳原子进入碳原子浓度较低的金属表面，形成渗碳。气体渗碳有关的反应如下所示：
2CO〔C〕+CO2
CO+H2〔C〕+H2O
C3H8〔C〕+C2H6+H2
C2H6 〔C〕+CH4+H2
CH4 〔C〕+2H2
〔C〕为活性碳原子。
金属表面渗钒的理论依据是钒为强碳化物形成元素，碳原子充足时发生反应：C〕+V→VC
碳原子不足时发生反应：
3〔C〕+4V→V4C3
7〔C〕+8V→V8C7
V8C7〔C〕+2V4C3
V4C3+〔C〕 4VC
V8C7为碳不饱合、具有空位和有序的细小碳化物，V4C3为等轴碳化物，具有强烈的弥散强化性。渗钒过程，是金属表层碳原子被吸出，留下空位，部分钒原子进入金属基体，渗层的厚薄与金属表层碳原子的多少以及渗钒的温度、时间有关。淬火后渗层组织为稳定的弥散细小的V4C3和VC。渗钒技术经过三十多年的应用与发展，已成功地应用在耐磨件和工模具上，取得了较好的应用效果和经济效益。
等温淬火是将钢件加热到奥氏体化温度后，使之快冷至下贝氏体转变温度区等温保持，使奥氏体转变为下贝氏体组织的淬火工艺。等温淬火技术在国外尤其欧、美、日等发达国家已普遍采用，国内也已进入推广应用阶段。通过控制盐浴温度和保温时间，可以得到下贝氏体和马氏体的混合组织，该组织集下贝氏体的强韧性和马氏体的强塑性优点于一身，是金属综合机械性能最佳组织。且盐浴保温工件变形小，可减小普通淬火裂纹倾向。
现有技术中的高碳钢销轴大都采用普通淬火或者渗碳处理，在销轴表面形成致密层以提高表面硬度和耐磨程度，但是效果都不太理想，因为渗碳层的表面硬度较低，销轴的使用寿命较短；也有对高碳钢销轴直接渗钒处理，虽然能取得较高的硬度，但渗层较薄，厚度不均，渗层不够牢固，磨损过程中，渗钒层易脱离基体，不能满足苛刻的磨损工况要求。因而，通过怎样的处理工艺使得渗钒处理后的高碳钢销轴表面能够形成致密坚硬并且牢固的渗钒层，以满足苛刻的磨损工况要求，成为本发明所要解决的技术问题。
                           发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺，将高碳钢销轴先渗碳处理，再渗钒处理，最后等温淬火，从而得到达到使用要求的产品，改善了钢销轴的硬度、韧性、耐磨性等综合机械性能，工件变形小。
为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺，步骤如下：
1)渗碳处理，渗碳温度：850～900℃，渗碳时间：30～60分钟；
2)淬火，淬火后回火，回火后抛光；
3)渗钒处理，渗钒温度：950～990℃，渗钒时间：6～8小时；
4)等温盐浴淬火，淬火温度：290～350℃，淬火时间：30～60分钟。
作为优选，上述步骤1)中采用转炉气体渗碳。
作为优选，上述步骤3)中采用高温箱式炉渗钒。
作为优选，上述步骤3)中销轴与渗钒剂的质量比为1～1.25。
上述步骤2)中淬火介质为水基；回火温度为180～200℃，回火时间为100～120分钟。
本发明由于采用了以上的技术方案，通过在渗钒处理前对高碳钢销轴做渗碳预处理，使得钢销轴表面活性碳原子极大增多形成富碳区，从而在渗钒处理时可以吸附足够多的钒原子，形成较厚、致密并且牢固的渗钒层，避免了直接对高碳钢销轴做渗钒处理，渗钒层较薄、不够牢固、易脱离基体的问题；通过对渗钒处理后的钢销轴做等温盐浴淬火，避免了普通淬火，基体和渗钒层冷却收缩速度不同容易开裂的问题。从而，经本发明工艺处理后的钢销轴可以满足苛刻的磨损工况要求，极大的延长了磨损寿命，还具有表面硬度高、渗层均匀、表面光洁度好等优点。
                               附图说明
图1是本发明的渗碳处理工艺曲线图。
图2是本发明的渗钒处理工艺曲线图。
图3是本发明的等温淬火处理工艺曲线图。
                             具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
实施例1：
如图1、图2、图3所示的一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺。
本实施例中，以高碳钢70钢销轴，长度11.5mm，外径φ2.4mm为例说明本发明工艺的实施过程。
初始销轴外径φ2.5mm，精磨到φ2.39±0.005mm，转炉气体渗碳，渗碳温度为890℃，保持时间为30分钟，淬火冷却，淬火介质为水基，淬火2小时内及时回火，回火温度200℃，回火保温时间2小时，如图1所示；(这里为普通淬火，淬火及回火工艺参数可根据情况适当调整。)
回火后销轴抛光，除去热处理过程中的炭黑及氧化膜，金相观察渗碳层厚度为0.15～0.20mm；
高温箱式炉渗钒，将销轴和渗钒剂按质量百分比为1∶1，(渗钒剂为MV100，质量比可根据情况适当调整。)放入圆桶中，搅拌均匀，盖上一厚铝合金板，板上放置足够碎纸屑，盖上圆桶盖放入高温箱式炉中，加热至990℃，保温8小时，随炉冷却至室温，打开圆筒盖，取出工件，如图2所示；
渗钒后销轴进行等温盐浴淬火，奥氏体化温度控制在850℃左右，盐浴温度控制在350℃，等温时间为30分钟，出炉后清洗，如图3所示；
销轴抛光后，进行金相检验，金相观察渗钒层厚度为0.01～0.02mm，渗钒层硬度≥2500HV。如表1所示。
表1：70钢销轴直接渗钒与渗碳后渗钒渗钒层厚度比较
(单位mm)
Figure A20071006812900071
实施例2：
本实施例中，以高碳钢80钢销轴，长度12.3mm，外径φ3.0mm为例说明本发明工艺的实施过程。
初始销轴外径φ3.5mm，精磨到φ2.99±0.005mm，转炉气体渗碳，渗碳温度为860℃，保持时间为40分钟，淬火，淬火介质为水基，淬火后及时回火，回火温度180℃，回火保温时间2小时，如图1所示；
回火后销轴抛光，金相观察渗碳层厚度为0.15～0.20mm；
高温箱式炉渗钒，将销轴和渗钒剂按质量百分比为10∶8，放入圆桶中，搅拌均匀，盖上一厚铝合金板，板上放置足够碎纸屑，盖上圆桶盖放入高温箱式炉中，加热至970℃，保温8小时，随炉冷却至室温，打开圆筒盖，取出工件，如图2所示；
渗钒后销轴进行等温盐浴淬火，奥氏体化温度850℃(根据钢材而定)，盐浴温度控制在330℃，等温时间为30分钟，出炉后清洗，如图3所示；
销轴抛光后，进行金相检验，金相观察渗钒层厚度为0.01～0.02mm，渗钒层硬度≥2500HV，如表2所示。
表2：80钢销轴直接渗钒与渗碳后渗钒渗钒层厚度比较
(单位mm)
本发明不局限于以上具体实施方式，只要是对高碳钢销轴先做渗碳预处理、再渗钒处理、最后等温淬火的热处理工艺以及通过该工艺获得的产品，无论采用何种高碳钢材，如何调整工艺参数，都将落入本发明的保护范围之内。
经过本发明工艺处理的高碳钢销轴，乃至少具有以下诸多优点与使用功效：
(1)销轴表面硬度提高，渗碳销轴表面硬度为800HV左右，渗钒销轴表面硬度为2500HV左右，硬度大幅度提高。
(2)渗层均匀并且增厚，直接渗钒销轴渗层为0.005～0.015mm，渗碳后渗钒渗层为0.01～0.02mm。
(3)等温淬火无开裂，检查等温淬火热处理销轴100颗，无开裂；如采用普通淬火，检查正火→淬火→回火热处理销轴100颗，4颗开裂。原因分析：渗碳渗钒后销轴表面渗钒层致密坚硬，正火加热温度高，销轴基体组织膨胀速度大于渗钒层膨胀速度，易造成开裂，此为正火开裂；普通淬火冷却速度快，基体组织遇冷收缩速度大于渗钒层收缩速度，也易造成开裂，此为淬火开裂。
(4)销轴表面光洁度好，粗糙度可达Ra0.1μm，普通销轴粗糙度为Ra1.6～Ra0.8μm。
(5)延长零件的磨损寿命，较普通高碳钢销轴的磨损寿命提高4倍以上。
(6)外观良好。

Claims (6)

1.一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺，其特征在于，步骤如下：
1)渗碳处理，渗碳温度：850～900℃，渗碳时间：30～60分钟；
2)淬火，淬火后回火，回火后抛光；
3)渗钒处理，渗钒温度：950～990℃，渗钒时间：6～8小时；
4)等温盐浴淬火，淬火温度：290～350℃，淬火时间：30～60分钟。
2.根据权利要求1所述的一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺，其特征在于，所述步骤1)中采用转炉气体渗碳。
3.根据权利要求1所述的一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺，其特征在于，所述步骤3)中采用高温箱式炉渗钒。
4.根据权利要求3所述的一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺，其特征在于，所述步骤3)中销轴与渗钒剂的质量比为1～1.25。
5.根据权利要求1所述的一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺，其特征在于，所述步骤2)中淬火介质为水基。
6.根据权利要求5所述的一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺，其特征在于，所述步骤2)中回火温度为180～200℃，回火时间为100～120分钟。
CNB2007100681296A 2007-04-19 2007-04-19 一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺 Active CN100497746C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100681296A CN100497746C (zh) 2007-04-19 2007-04-19 一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100681296A CN100497746C (zh) 2007-04-19 2007-04-19 一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101033554A true CN101033554A (zh) 2007-09-12
CN100497746C CN100497746C (zh) 2009-06-10

Family

ID=38730286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2007100681296A Active CN100497746C (zh) 2007-04-19 2007-04-19 一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100497746C (zh)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102287434A (zh) * 2010-06-17 2011-12-21 纽费雷公司 单面紧固件及其制造方法
CN102703911A (zh) * 2012-06-29 2012-10-03 长沙黑金刚实业有限公司 一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法及钻头
CN103290419A (zh) * 2013-06-25 2013-09-11 清华大学 齿轮处理方法
WO2014048200A1 (zh) * 2012-09-25 2014-04-03 Huang Yaoquan 一种新型td冲头热化学处理工艺
CN104141655A (zh) * 2014-07-12 2014-11-12 汤荣民 一种汽车底盘连接块及其热处理工艺
CN104141656A (zh) * 2014-07-12 2014-11-12 汤荣民 一种汽车悬挂系统连接件及其热处理工艺
CN104141657A (zh) * 2014-07-12 2014-11-12 汤荣民 一种汽车卡槽型连接件及其热处理工艺
CN104210714A (zh) * 2014-09-21 2014-12-17 金方明 一种包装机转轴连接件及其热处理工艺
CN104289350A (zh) * 2014-09-21 2015-01-21 金方明 一种喷漆设备的转轴固定座及其热处理工艺
CN105088133A (zh) * 2015-08-28 2015-11-25 杭州东华链条集团有限公司 一种高耐磨链条的制造工艺
CN105112925A (zh) * 2015-08-28 2015-12-02 杭州东华链条集团有限公司 一种高耐磨链条
CN105296940A (zh) * 2015-11-02 2016-02-03 杭州持正科技股份有限公司 发动机正时链条销轴碳氮共渗加真空离子镀钒工艺
CN105369193A (zh) * 2014-12-26 2016-03-02 青岛征和工业股份有限公司 一种高碳钢零件表面处理方法
CN105369192A (zh) * 2015-10-15 2016-03-02 青岛征和工业股份有限公司 一种降低发动机齿形链磨损伸长率的方法
CN105369257A (zh) * 2015-03-28 2016-03-02 青岛征和工业股份有限公司 一种高碳轴承钢精密零件表面热处理方法
CN106319182A (zh) * 2016-04-27 2017-01-11 上海汇众汽车制造有限公司 一种避免冲压件表面拉毛的模具制造方法
CN112090973A (zh) * 2020-09-08 2020-12-18 锦州捷通铁路机械股份有限公司 用低碳低合金钢制造高性能无缝钢管冷拔模具的工艺
CN112281112A (zh) * 2020-10-26 2021-01-29 宁波长隆锦泰机械科技有限公司 一种孔芯活塞杆的热处理工艺
CN113046684A (zh) * 2021-02-07 2021-06-29 浙江吉利控股集团有限公司 一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒剂及渗钒工艺

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102287434A (zh) * 2010-06-17 2011-12-21 纽费雷公司 单面紧固件及其制造方法
CN102703911A (zh) * 2012-06-29 2012-10-03 长沙黑金刚实业有限公司 一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法及钻头
CN102703911B (zh) * 2012-06-29 2014-03-05 长沙黑金刚实业有限公司 一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法及钻头
WO2014048200A1 (zh) * 2012-09-25 2014-04-03 Huang Yaoquan 一种新型td冲头热化学处理工艺
CN103290419A (zh) * 2013-06-25 2013-09-11 清华大学 齿轮处理方法
CN104141655A (zh) * 2014-07-12 2014-11-12 汤荣民 一种汽车底盘连接块及其热处理工艺
CN104141656A (zh) * 2014-07-12 2014-11-12 汤荣民 一种汽车悬挂系统连接件及其热处理工艺
CN104141657A (zh) * 2014-07-12 2014-11-12 汤荣民 一种汽车卡槽型连接件及其热处理工艺
CN104210714A (zh) * 2014-09-21 2014-12-17 金方明 一种包装机转轴连接件及其热处理工艺
CN104289350A (zh) * 2014-09-21 2015-01-21 金方明 一种喷漆设备的转轴固定座及其热处理工艺
CN105369193A (zh) * 2014-12-26 2016-03-02 青岛征和工业股份有限公司 一种高碳钢零件表面处理方法
CN105369257A (zh) * 2015-03-28 2016-03-02 青岛征和工业股份有限公司 一种高碳轴承钢精密零件表面热处理方法
CN105112925A (zh) * 2015-08-28 2015-12-02 杭州东华链条集团有限公司 一种高耐磨链条
CN105088133A (zh) * 2015-08-28 2015-11-25 杭州东华链条集团有限公司 一种高耐磨链条的制造工艺
CN105369192A (zh) * 2015-10-15 2016-03-02 青岛征和工业股份有限公司 一种降低发动机齿形链磨损伸长率的方法
CN105369192B (zh) * 2015-10-15 2018-11-16 青岛征和工业股份有限公司 一种降低发动机齿形链磨损伸长率的方法
CN105296940A (zh) * 2015-11-02 2016-02-03 杭州持正科技股份有限公司 发动机正时链条销轴碳氮共渗加真空离子镀钒工艺
CN106319182A (zh) * 2016-04-27 2017-01-11 上海汇众汽车制造有限公司 一种避免冲压件表面拉毛的模具制造方法
CN112090973A (zh) * 2020-09-08 2020-12-18 锦州捷通铁路机械股份有限公司 用低碳低合金钢制造高性能无缝钢管冷拔模具的工艺
CN112090973B (zh) * 2020-09-08 2022-03-15 锦州捷通铁路机械股份有限公司 用低碳低合金钢制造高性能无缝钢管冷拔模具的工艺
CN112281112A (zh) * 2020-10-26 2021-01-29 宁波长隆锦泰机械科技有限公司 一种孔芯活塞杆的热处理工艺
CN113046684A (zh) * 2021-02-07 2021-06-29 浙江吉利控股集团有限公司 一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒剂及渗钒工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN100497746C (zh) 2009-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101033554A (zh) 一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺
CN105369260A (zh) 8620h齿轮钢的渗碳热处理工艺
CN102605378A (zh) 一种齿轮的渗碳淬火方法
CN100590208C (zh) 42CrMoE热处理工艺
CN106756755B (zh) 大型挖掘机齿轮的渗碳淬火方法
CN110438319B (zh) 一种滑块的热处理方法
CN102277581B (zh) 一种低碳合金材料热处理工艺
CN109252173B (zh) 一种利用碳氮双渗双梯度淬火在渗碳钢表面获得超高强韧化渗层的方法
CN102703909A (zh) 一种改善齿轮性能的复合渗碳淬火工艺
CN1944715A (zh) 表面具有硬贝氏体组织齿轮的制造工艺
CN1195094C (zh) 复合热处理方法
CN102492918B (zh) 活塞杆、活塞杆表面处理的碳氮共渗剂及其生产方法
CN101928912B (zh) 一种热作模具钢的低温渗碳方法
CN107245691B (zh) 金属材料复合热处理表面强化方法
CN1616850A (zh) 齿轮构件及其制造方法
CN106367712A (zh) 一种基于储油二次润滑的金属工件表面氮化+淬火复合处理技术及产品
Zhang et al. Effect of process temperature on the microstructure and properties of gas oxynitrocarburized 35CrMo alloy steel
CN1876887A (zh) 以硼砂熔盐为载体表面复合渗入钒铌的金属工件及其生产方法
Adedipe et al. Sustainable carburization of low carbon steel using organic additives: A review
CN1974802A (zh) 6CrNiSiMnMoV钢硬度梯度热处理回火工艺方法
CN111719110A (zh) 精确控制渗碳层深度的热处理工艺
CN101619412A (zh) 一种本征无网状二次渗碳体钢及其应用方法
CN87104600A (zh) 一种粉末法钢件表面硬化处理工艺
CN102051572A (zh) 钢件的表面渗硼处理方法
CN105112925A (zh) 一种高耐磨链条

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
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: DONGHUA CHINA GROUP CO., LTD., HANGZHOU

Free format text: FORMER OWNER: XUAN BIHUA

Effective date: 20110427

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 310021 NO. 218, JICHANG ROAD, HANGZHOU CITY, ZHEJIANG PROVINCE TO: 311102 NO. 1, CHANGDA ROAD, XINGWANG INDUSTRIAL CITY, YUNHE TOWN, YUHANG DISTRICT, HANGZHOU

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20110427

Address after: Thriving industrial city canal town Yuhang District 311102 Hangzhou Chang Road No. 1

Patentee after: Hangzhou Donghua Chain Group Co., Ltd.

Address before: 310021 No. 218, Airport Road, Hangzhou, Zhejiang

Patentee before: Xuan Bihua