CN101139692B - 马氏体不锈钢渗碳方法及其制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种铬含量10~19重量%的马氏体不锈钢渗碳方法及其制品,以及该制品渗碳后的热处理方法。在甲苯气氛中于950~1000℃温度范围内渗碳,渗碳前预处理,去除油污及钝化膜;渗碳后的热处理步骤:①正火;②高温回火;③淬火,温度950~1000℃真空淬火;④冷处理;⑤低温回火。然后在下述钝化液中钝化5分钟:钝化液配方:20~25%(体积比)硝酸,3~4%(重量比)重铬酸钠。制品技术指标:渗碳层深度:0.7~1.0mm;渗碳层表面硬度:HRC≥55;非渗碳面硬度:HRC33~45;金相组织:渗碳层碳化物级别、残余奥氏体、中心组织按HB5492-91检查合格;高温回火硬度:HRC≤30。
Description
技术领域
本发明涉及金属体表面渗碳方法,具体说,是一种马氏体不锈钢渗碳方法及其制品,以及该制品渗碳后的热处理方法。
背景技术
在不锈钢制品表面渗碳,使其硬化,既保持制品的耐蚀性,又改善制品的耐磨性,在机械制造领域被广泛应用。
目前,澳氏体不锈钢及澳氏体-铁素体不锈钢渗碳工艺已有很多报道,如中国专利公开的《奥氏体金属的渗碳方法及由此制得的奥氏体金属制品》(申请号:97101054.4)、《低碳高铬钢高浓度渗碳方法》(申请号:89104102.8)等,而马氏体不锈钢渗碳工艺尚无先例。但在一些特殊场合,例如飞机的平板阀组件,该组件中有好几个零件,都需要用马氏体不锈钢材料制造,再经渗碳处理,才能满足使用要求,否则,飞机的安全性难于保证。
发明内容
本发明提供一种马氏体不锈钢渗碳方法及其制品,以及该制品渗碳后的热处理方法,可满足上述要求。
本发明的技术方案是:
一种马氏体不锈钢渗碳方法,所述马氏体不锈钢是铬含量10~19重量%,同时还含有Ni、W、Mo、V的马氏体不锈钢;在甲苯气氛中于950~1000℃温度范围内渗碳,包括步骤:
(一).渗碳前预处理,去除油污及钝化膜;
(二).渗碳。
所述渗碳前预处理进一步包括步骤:
(1).表面喷砂;
(2).酸液洗涤去除钝化膜,零件放入10%体积比和磷酸浸泡15分钟后用自来水清洗。
一种马氏体不锈钢制品,该制品用铬含量10~19重量%的马氏体不锈钢制成,具有由上述方法制得的硬化表层。
该马氏体不锈钢制品渗碳后的热处理方法,包括步骤:
①.正火,温度950~1050℃真空正火,保温时间按25~30分钟+2~3分钟/每mm条件厚度,氩气冷却,零件在加热过程中真空度保持在25Pa以上;
②.高温回火,温度为670~690℃,时间为3~4小时,并随炉降温到500℃出炉空冷;
③.淬火,温度950~1000℃真空淬火,油冷;
④.冷处理,温度-50~-70℃,时间2小时,空冷60~90分钟;
⑤.低温回火,温度170~250℃,时间3小时,空冷。
该热处理后马氏体不锈钢制品,在下述钝化液中钝化5分钟:
钝化液配方:20~25体积%硝酸,3~4重量%重铬酸钠,余量是水。
本发明的有益技术效果:
经上述工艺制得的马氏体不锈钢制品,具有良好的技术性能,以1Crl1Ni2W2MoVA马氏体不锈钢制品为例,其渗碳层深度:0.7~1.0mm;渗碳层表面硬度:HRC≥55;非渗碳面硬度:HRC33~45;金相组织:渗碳层碳化物级别、残余奥氏体、中心组织按HB5492-91检查合格;高温回火硬度:HRC≤30。
上述技术指标的平板阀组件零件,完全满足使用要求,有效地提高了飞机的安全性。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图
具体实施方式
现以1Cr11Ni2W2MoVA马氏体不锈钢材料渗碳热处理为例,详细说明本发明。
将马氏体不锈钢材料粗加工成零件半成品,留精加工余量。然后按照图1所示的步骤进行处理:
一、表面预处理
将零件半成品表面喷砂,可以除油还可以破坏零件表面钝化膜;必要时,再用10%体积比的磷酸洗涤零件,进一步腐蚀残余钝化膜,将其彻底去除,其化学反应如下:
8H3PO4+3Fe3O4→6Fe(PO4)+Fe3(PO4)2+12H2O
H3PO4+Fe→Fe3(PO4)2+H2↑
3H2+Cr2O3→2Cr+3H2O
去除表面钝化膜务必彻底,否则将严重影响后序的渗碳,钝化膜会阻止碳原子的渗入,使渗碳极其困难,导致渗碳层各处的深度不一致。喷砂后再酸洗,可彻底去除零件表面钝化膜。
二、用甲苯作渗碳剂,在960~980℃下进行渗碳
甲苯作为高温渗碳剂比煤油、丙酮等渗碳剂,具有渗碳速度快、操作简便、碳化物形态较好、渗层均匀等特点,适合于井式气体渗碳炉高温渗碳。渗碳反应如下:
C7H8→7〔C〕+4H2↑
渗碳温度960~980℃,时间一般控制在12~14小时,根据随炉参考试样决定渗碳时间,炉内碳势在开始强渗时间7小时按1.1%控制,第二段渗碳4小时按1.0%,最后扩散时间按0.82控制。
不锈钢渗碳时渗层中碳化物网状结构极难控制合格,用计算机可控气氛井式渗碳炉,可实现对炉内碳势的准确调控,为渗层碳化物网状合格的渗碳参数调控提供了极大的方便。1Cr11Ni2W2MoVA合金元素较多,渗碳时极易形成粗大的网状碳化物,与渗碳结构钢相比,其网状碳化物要严重得多,而且网状通过后续热处理不易消除,要想达到合格的渗碳层组织,渗碳难度极大。用井式炉进行气体渗碳时,通过上述调整渗碳工艺参数,尽量减小碳化物网,然后再用渗后热处理的办法细化晶粒,减轻或消除部份网状,使碳化物合格。
碳化层深度应控制在0.7~1.0mm,使之满足后序金加工工艺的要求,碳化层太深,车削加工时容易断裂崩块。
渗层深度的测试方法:HB5493金相织织测定法规定,低碳钢、低碳合金钢的渗碳层深度=过共析层+共析层+1/2过渡区的总和;高铬钢(1Cr13、2Cr13等)碳氮共渗层深度=过共析层+共析层+2/3过渡区的总和,该标准未规定1Cr11Ni2W2MoVA不锈钢渗碳层深度的测定方法。通过试验,基本上摸索出了该材料的渗碳层深度应为:从零件渗碳表面测至碳化物网结束时为止的渗碳层总和,即过共析层+共析层的总和,并用维氏硬度法得到了验证。
控制碳化层碳化物浓度,通过上述调整渗碳工艺参数,使碳化物级别符合HB5492-91中规定的≤6级,使之满足后序金加工工艺的要求,碳化物级别大于6级,磨削加工时容易磨裂。
三、渗碳后热处理,包括步骤:
①.正火,温度980±10℃真空正火,保温时间按25~30分钟+2~3分钟/每mm条件厚度[例如,某种材料的零件,基础保温时间应为25分钟,附加保温时间2分钟,厚度为10mm,则保温时间为25+(2×10)=45分钟],氩气冷却,零件在加热过程中真空度保持在25Pa以上。
②.高温回火,温度为670~690℃,时间为3.5小时左右,并随炉降温到500℃出炉,空冷。
③.淬火,温度960±10℃真空淬火,油冷。
④.冷处理,温度-60±10℃,时间2小时,空冷60~90分钟。
⑤.低温回火,温度180±10℃,时间3小时,空冷。
四、零件精加工
将零件金加工(车削、磨削等)至设计要求的形状、尺寸。
五、表面钝化处理
将零件置于钝化溶液中钝化,使渗碳层次表面硬度保持稳定,硬度稳定在HRC57以上。硬度低于HRC55不合格,渗碳面容易被划伤。目视渗碳表面颜色发暗,硬度检测必然低于HRC55。其原因是,渗碳表面在钝化时发生腐蚀,析出碳黑,从而降低了渗碳面表层的硬度。因此,钝化处理的关键是钝化液配方和钝化时间。钝化方法,在下述钝化液中钝化5分钟。钝化液配方:20~25体积%硝酸,3~4重量%重铬酸钠,余量是水。
经上述处理后,零件的技术指标如下:
渗碳层表面硬度:HRC≥55;非渗碳面硬度:HRC33~45;HRC34~46;金相组织:渗碳层碳化物级别、残余奥氏体、中心组织按HB5492-91检查合格;高温回火硬度:HRC≤30。
需要说明,以上只是本发明的一个应用实例,按照本发明技术方案的教导,调整相应的工艺参数,也可加工其它牌号的马氏体不锈钢渗碳制品。
Claims (5)
1.一种具有渗碳层的马氏体不锈钢制品的加工方法,该制品用铬含量10~19重量%的马氏体不锈钢制成,加工步骤包括:
(1).将马氏体不锈钢下料粗加工,留精加工余量,制得制品半成品;
(2).除去半成品的钝化膜;
(3).渗碳;
(4).渗后热处理;
(5).精加工,使制品尺寸符合设计要求;
(6).钝化处理;
其特征在于:所述渗碳步骤是,将半成品置于计算机可控气氛井式渗炉内,在甲苯气氛中,于960~980℃温度范围内,渗碳12~14小时,使渗层深度在0.7~1.0mm范围内,分为三个阶段渗碳,第一阶段为强渗阶段,炉内碳势1.1%,时间7小时;第二阶段为弱渗阶段,炉内碳势1.0%,时间4小时;第三阶段为扩散阶段,炉内碳势0.82%,时间1~3小时。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述除去半成品钝化膜的步骤是,先对半成品表面进行喷砂处理,继用酸液洗涤。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述酸液是磷酸。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述渗后热处理的步骤是
①.正火,温度950~1050℃真空正火,保温时间按25~30分钟+2~3分钟/每mm条件厚度,氩气冷却,马氏体不锈钢制品在加热过程中真空度保持在25Pa以上;
②.高温回火,温度为670~690℃,时间为3~4小时,并随炉降温到500℃出炉,空冷;
③.淬火,温度950~1000℃真空淬火,油冷;
④.冷处理,温度-50~-70℃,时间2小时,空冷60~90分钟;
⑤.低温回火,温度170~250℃,时间3小时,空冷。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述钝化处理是在钝化液中钝化5分钟;所述钝化液的配方为:20~25体积%硝酸,3~4重量%重铬酸钠,余量是水。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102676979A (zh) * | 2011-03-15 | 2012-09-19 | 台耀科技股份有限公司 | 提升粉末冶金不锈钢强度及硬度的方法 |
EP2511386A3 (en) * | 2011-04-11 | 2013-10-16 | United Technologies Corporation | Case-hardening method of processing stainless steel and steel article |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2689881B1 (en) | 2011-03-25 | 2019-10-16 | NGK Insulators, Ltd. | Bonded object of tungsten carbide-based superhard alloy and process for producing same |
CN102277581B (zh) * | 2011-08-11 | 2013-02-06 | 眉山恒升机械装备有限公司 | 一种低碳合金材料热处理工艺 |
CN102912282B (zh) * | 2012-10-24 | 2017-06-20 | 哈尔滨东安发动机(集团)有限公司 | 16Cr3NiWMoVNbE材料的二次渗碳工艺方法 |
CN104562047A (zh) * | 2013-10-11 | 2015-04-29 | 溧阳市永恒热处理有限公司 | 一种通过改变材料和热处理工艺提高颗粒机模具使用寿命的方法 |
CN103556106B (zh) * | 2013-10-30 | 2015-10-28 | 西安航空动力股份有限公司 | 一种1Cr17Ni2合金材料高温真空渗碳层的制备方法 |
CN103981348B (zh) * | 2014-04-17 | 2016-02-03 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种16Co14Ni10Cr2Mo钢大型零件热处理变形控制方法 |
CN104233319A (zh) * | 2014-10-10 | 2014-12-24 | 湘电集团有限公司 | 一种提高铬镍钢材料渗碳淬火硬度的工艺方法 |
CN105714236A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-29 | 四川凌峰航空液压机械有限公司 | 真空脉冲渗碳马氏体不锈钢的方法 |
CN104949769B (zh) * | 2015-06-23 | 2018-04-03 | 南车戚墅堰机车有限公司 | 一种不依靠测温系统快速发现渗碳温度场变化的方法 |
CN105506264A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-04-20 | 常熟市虹桥铸钢有限公司 | 一种不锈钢汽车轮毂铸件的热处理工艺 |
CN107022674A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-08 | 南通宏大机电制造有限公司 | 一种双出轴磁粉离合器用输出/入轴加工工艺 |
CN106637047A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-05-10 | 机械科学研究总院青岛分院 | 一种板状不锈钢件表面钝化膜去除方法 |
CN113059318B (zh) * | 2021-03-19 | 2022-06-17 | 西安煤矿机械有限公司 | 一种薄壁零件的制备方法 |
CN113502449A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-10-15 | 中航力源液压股份有限公司 | 一种15Cr14Co12Mo5Ni2VW高强度不锈钢低压渗碳热处理方法 |
CN113481465B (zh) * | 2021-06-30 | 2023-01-31 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种渗碳层制备及检测方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1062006A (zh) * | 1991-09-03 | 1992-06-17 | 国营大连红旗机械厂 | 用铬钢制造皮革剖层机压刀板的工艺方法 |
CN1563471A (zh) * | 2004-04-06 | 2005-01-12 | 大庆油田有限责任公司 | 一种油管的锌铝稀土合金化防腐工艺 |
-
2007
- 2007-09-28 CN CN2007100501310A patent/CN101139692B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1062006A (zh) * | 1991-09-03 | 1992-06-17 | 国营大连红旗机械厂 | 用铬钢制造皮革剖层机压刀板的工艺方法 |
CN1563471A (zh) * | 2004-04-06 | 2005-01-12 | 大庆油田有限责任公司 | 一种油管的锌铝稀土合金化防腐工艺 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
吴景之、姚贵升合编.汽车渗碳齿轮.机械工业出版社,1957,69-76. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102676979A (zh) * | 2011-03-15 | 2012-09-19 | 台耀科技股份有限公司 | 提升粉末冶金不锈钢强度及硬度的方法 |
CN102676979B (zh) * | 2011-03-15 | 2015-08-26 | 台耀科技股份有限公司 | 提升粉末冶金不锈钢强度及硬度的方法 |
EP2511386A3 (en) * | 2011-04-11 | 2013-10-16 | United Technologies Corporation | Case-hardening method of processing stainless steel and steel article |
EP3434793A1 (en) * | 2011-04-11 | 2019-01-30 | United Technologies Corporation | Case-hardening method of processing stainless steel and steel article |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101139692A (zh) | 2008-03-12 |
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