CN102947477A - 对金属组件进行碳氮共渗的方法 - Google Patents

对金属组件进行碳氮共渗的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102947477A
CN102947477A CN2011800201537A CN201180020153A CN102947477A CN 102947477 A CN102947477 A CN 102947477A CN 2011800201537 A CN2011800201537 A CN 2011800201537A CN 201180020153 A CN201180020153 A CN 201180020153A CN 102947477 A CN102947477 A CN 102947477A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stage
nitriding
carburizing
metal assembly
assembly
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
CN2011800201537A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102947477B (zh
Inventor
J·施瓦策尔
L·豪吉马希
T·瓦尔登迈尔
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN102947477A publication Critical patent/CN102947477A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102947477B publication Critical patent/CN102947477B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/34—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in more than one step
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/20—Carburising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/24—Nitriding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/28—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in one step
    • C23C8/30—Carbo-nitriding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

在对金属组件(1)进行碳氮共渗的方法中设置至少一个渗碳阶段(D1，D2)，在渗碳阶段中利用碳供体气体对金属组件(1)进行渗碳。此外，设置渗碳阶段(D1，D2)所配属的渗氮阶段(C1，C2，C3)，渗氮阶段在渗碳阶段(D1，D2)之前进行。在此，金属组件(1)在渗氮阶段(C1，C2，C3)中在金属组件(1)的至少一个表面区域(4)上利用氮供体气体至少在表面上进行渗氮。由此可以防止碳浓度过量，从而可以避免组件失效或者可以省去成本高昂的后期加工步骤，例如磨削。

Description

对金属组件进行碳氮共渗的方法
技术领域
本发明涉及用于对金属组件尤其是钢构件进行碳氮共渗的方法。本发明特别是涉及用于对一种或多种压缩空气的自燃式内燃机的燃料喷射装置的金属组件进行碳氮共渗的方法。此外，所述方法还适合于传动元件。
背景技术
DE 199 09 694 A1公开了一种用于在没有等离子辅助的低压过程中进行碳氮共渗的方法。在该已知的方法中使用分子氮作为供体气体，其中在该过程结束时使钢构件的边缘层富集氮。给低压渗碳过程附加一个以氮作为供体的碳氮共渗阶段作为最后的阶段。在该阶段中过程压力高于渗碳阶段的压力。在此可以在最后的工艺步骤以及在整个过程中添加氮供体。
由DE 199 09 694 A1公开的方法的缺点在于，由于长时间作用的高的碳浓度而会在基体材料中形成碳化物，碳化物在进一步热处理的过程中不再消溶。接近表面的碳化物根据应变导致组件提前失效。
发明内容
与此相比，根据本发明的具有权利要求1的特征的方法以及根据本发明的具有权利要求10的特征的金属组件的优点在于，能够对金属组件进行改善的碳氮共渗，并由此可以获得改善的材料特性。
通过在从属权利要求中所述的措施能够实施在权利要求1中所述方法以及在权利要求10中所述金属组件的有利的扩展方案。
所述方法有利地用于低压碳氮共渗。在此，该方法可以用于以碳化物受控制的方式进行氮碳共渗，其中产生一个或多个具有不含碳化物或碳化物受控制的接近表面的区域的金属组件。
在低压渗碳中，在边缘、螺纹、钻孔切口等处的边缘碳含量为约0.5重量％以上至0.7重量％的情况下，在接近表面的区域上具有提高的碳含量。这是因为：由于与平坦表面相比基于位于其下方的体积的可渗碳表面更大，少量的碳可以离开表面扩散进入该体积中。因此，碳浓度经历更长的时间保持在接近或者大于基体材料的溶解极限，由此形成在进一步热处理期间无法再消溶的碳化物。这些接近表面的碳化物会根据应变导致组件提前失效。然而，通过后期加工步骤例如磨削去除该富含碳化物且对于失效关键性的表面区域是成本高昂的，而且并不是在任何情况下均可实施。尤其是对于比较复杂的几何形状例如钻孔切口而言，该后期加工是复杂的，或者在某些情况下是不可能的。
因为氮和碳均可以间隙方式消溶在铁晶格中，所以碳化物的形成会受引入的氮的影响。例如可以在原本要引入碳之前通过用氮原子占据晶格间隙位置而降低最大可能的碳浓度，使得能够避免或者减少碳化物的形成。
因此，对于一个或多个金属组件的临界几何形状，例如螺纹线和钻孔切口，特别是借助碳氮共渗可以减少或者避免在接近表面的区域内形成碳化物。
金属组件优选在加热阶段中被加热至处理温度，在至少一个渗氮阶段中利用氮供体气体进行渗氮，及在至少一个渗碳阶段中利用碳供体气体进行渗碳。在此，在每个渗碳阶段前进行至少一个渗氮阶段。在每个渗碳阶段前实施渗氮阶段的优点在于：引入的氮减少了在铁基体中可接收的碳的量，由此减少或者避免碳化物的形成。接着，为了减少氮随着时间又从表面渗出的效应，实施至少一个另外的渗氮阶段。
因此，有利的是设置多个渗碳阶段并且每个渗碳阶段均配属一个之前进行的渗氮阶段。在此，此外有利的是设置加热阶段，在其中将金属组件加热至处理温度，并且所述加热阶段在渗氮阶段和渗碳阶段之前进行。在此，所述处理温度优选可以在约780℃至约1050℃的范围内。
此外有利的是，在一个渗氮阶段与一个其后的渗碳阶段之间设置至少一次工艺气体更换，在其中利用惰性气体排出在渗氮阶段中所用的氮供体气体，和/或在一个渗碳阶段与一个其后的渗氮阶段之间设置至少一次工艺气体更换，在其中排出在渗碳阶段中所用的碳供体气体。因此，可以在每个渗氮阶段或者渗碳阶段之后利用惰性气体例如氮气或氩气对处理室等进行吹扫，以实施工艺气体更换。还可以对处理室抽真空以实施工艺气体更换。
可以有利地通过适当地选择渗氮阶段、渗碳阶段以及其他阶段尤其是扩散阶段的时刻和持续时间来调节在金属组件的边缘层或表面区域内所期望的碳浓度分布和氮浓度分布。可以有利地考虑模拟模型来设置整个过程，所述模拟模型根据持续时间、温度、材料组成及任选采用的其他参数计算氮和碳的扩散。
氮供体气体优选包括氨气和/或氮气。此外有利的是，碳供体气体包括乙炔和/或乙烯和/或丙烷和/或丙烯和/或甲烷和/或环己烷和/或环戊烷。
此外有利的是，设置至少一个扩散阶段，在其中进行抽真空和/或在其中使金属组件至少基本上被惰性气体包围，所述扩散阶段在渗氮阶段或渗碳阶段之后进行。在此，还可以设置多个扩散阶段。尤其是可以在第一渗氮阶段之后设置一个扩散阶段，及在最后的渗碳阶段之后设置另一个扩散阶段。由此可以对金属组件实施优选的碳氮共渗。
此外有利的是，金属组件至少在一个表面区域内进行渗氮，在此区域上该组件的表面并不平坦并且因此例如具有凸起。还优选至少在螺纹、切口、边缘等处的表面区域内对金属组件进行渗氮。因此，特别是可以在组件的表面区域上避免过高的碳浓度，在此区域上该表面与位于其后方的体积相比是比较大的并且因此有利于基于所涉及的体积提高碳浓度。因此，可以降低最大可能的碳浓度，以避免碳化物的形成。
在以下说明中参照附图更详细地阐述本发明的优选的实施例。
附图说明
图1所示为根据本发明的一个实施例的低压碳氮共渗方法的工艺流程示意图；
图2所示为通过常规碳氮共渗方法制造的金属组件的边缘的简要示意图；
图3所示为通过根据本发明的实施例的碳氮共渗方法制造的金属组件的边缘的简要示意图；
图4所示为图2和图3中所示的金属组件的浓度-深度分布图，以阐明本发明的实施例。
具体实施方式
图1在示意图中显示了根据本发明的一个实施例的低压碳氮共渗方法的工艺流程。在此，横坐标显示时间t。对例如位于处理室中的金属组件1(图3)实施该方法。图1所示的图中的纵坐标在一侧显示处理室内的温度。纵坐标在另一侧显示氮供体气体和碳供体气体的分压。
该低压碳氮共渗方法以加热阶段A开始。在该加热阶段中温度T上升至处理温度。在本实施例中，处理温度超过900℃。在此，所述处理温度优选在约780℃至约1050℃的范围内。在达到约大于900℃的处理温度之后，接着进行温度平衡阶段B。紧接着实施渗氮阶段C1。在该渗氮阶段C1中，升高氮供体气体的分压。紧接着该渗氮阶段C1进行扩散阶段E1。紧接着该扩散阶段E1进行另一个渗氮阶段C2，在其中再次升高氮供体气体的分压。紧接着该渗氮阶段C2进行工艺气体更换F1。紧接着该工艺气体更换F1进行渗碳阶段D1，在其中升高碳供体气体的分压。紧接着该渗碳阶段D1进行工艺气体更换F2。在该工艺气体更换F2之后，进行渗氮阶段C3，在其中升高氮供体气体的分压。紧接着该渗氮阶段C3进行另一次工艺气体更换F3。在该工艺气体更换F3之后，实施第二渗碳阶段D2，在其中升高碳供体气体的分压。紧接着该渗碳阶段D2进行第二扩散阶段E2。在该第二扩散阶段E2结束时温度又下降，即对金属组件1进行冷却。
温度T尤其是可以在加热阶段A期间以恒定的加热速率连续地上升至约为950℃的处理温度。
在紧接着该加热阶段A进行的温度平衡阶段B中，处理温度恒定地保持在约950℃。在此，在加热阶段A和温度平衡阶段B期间，既不导入氮供体气体，也不导入碳供体气体。
在紧接着该温度平衡阶段B进行的第一渗氮阶段C1中，以约为50毫巴的氮供体气体分压导入氮供体气体，例如氨气。紧接着进行第一扩散阶段E1，其中对处理室抽真空或者用惰性气体吹扫。在此，氮气或氩气可以用作惰性气体。然后，以约为50毫巴的氮供体气体分压利用氮供体气体实施第二渗氮阶段C2。例如氨气可以用作氮供体气体。
紧接着进行第一次工艺气体更换F1，其中对处理室抽真空或者用惰性气体例如氮气或氩气吹扫。紧接着该第一次工艺气体更换，以约为10毫巴的碳供体气体分压实施渗碳阶段D1。
相应地实施其他的工艺流程。在此进行第二次工艺气体更换F2，其中对处理室抽真空或者用惰性气体吹扫。在紧接着的渗氮阶段C3中，可以将氮供体气体分压再次设定为约50毫巴。然后的工艺气体更换又可以通过抽真空或者用惰性气体吹扫来实现。又可以约为10毫巴的碳供体气体分压实施第二渗碳阶段D2。在第二渗碳阶段D2之后实施第二扩散阶段E2，然后在本实施例中对金属组件1进行冷却。在实施第二扩散阶段E2时，可以对处理室抽真空或者用惰性气体例如氮气或氩气吹扫。
因此，在本实施例中所述方法包括一个加热阶段A、一个温度平衡阶段B、三个渗氮阶段C1、C2、C3、两个渗碳阶段D1、D2、两个扩散阶段E1、E2、三次工艺气体更换F1、F2、F3以及一个冷却阶段。
在实施所述方法时，在每个渗碳阶段D1、D2之前实施至少一个渗氮阶段C1、C2、C3。在本实施例中，在渗碳阶段D1之前实施两个渗氮阶段C1、C2。并且在渗碳阶段D2之前实施渗氮阶段C3。
还可以根据该方法的实施方案实施另外的渗碳阶段。这些其他的渗碳阶段又各自在至少一个渗氮阶段之后进行。在单个渗氮阶段与渗碳阶段之间以合适的方式实施扩散阶段或者工艺气体更换。
因此，以此方式可以实施以不含碳化物或碳化物受控制的方式进行碳氮共渗的方法的许多种变型。因此，可以有利地影响金属组件1的组织结构。该有利的影响特别是存在于边缘的区域内或者其他导致不平坦的表面2(图3)的构型中。
图2在简要示意图中显示了金属组件1的经碳氮共渗的边缘3的金相组织示意图。相应地，图3在示意图中显示了根据本发明的实施例的金属组件1的碳化物受控制的经碳氮共渗的边缘3的金相组织图。
图2中所示的边缘3在边缘3处表面2下方具有约50μm宽的边缘区域4，在其中碳化物浓度升高。由于在边缘区域4处碳化物浓度高，对组件的承载能力造成不利影响。特别是在应变情况下会由于接近表面的碳化物而导致组件提前失效，其中在边缘3的区域内出现断裂或者其他机械破损。
对于在图3中所示的金属组件1，通过根据本发明的实施例的碳氮共渗方法进行碳氮共渗。由此在约15μm宽的边缘区域4内明显降低了碳化物浓度。因而避免了非期望的高的碳化物浓度。
图4在示意图中显示了在图2和图3中所示的组件1的深度分布分析图。在此，横坐标显示边缘区域4距离表面2的深度。纵坐标显示以百分比计的质量浓度。在此，通过用虚线显示的曲线10表示在边缘区域4中含有碳化物的切口的碳含量，如同在图2中所示的金属组件1所出现的情况。通过用虚线显示的曲线11表示边缘区域4的含有碳化物的切口的氮含量，如同在图2中所示的金属组件1所出现的情况。通过曲线12表示根据本发明的实施例的如图3所示的金属组件1的边缘区域4内碳化物受控制的切口的碳含量。并且，通过曲线13表示根据本发明的实施例的如图3所示的金属组件1的边缘区域4内碳化物受控制的切口的氮含量。
通过根据本发明的实施例的碳氮共渗方法，可以显著降低在边缘3处边缘区域4内的碳含量，如传统实施方案的曲线10与根据本发明的实施例的实施方案的曲线12的比较所显示。同时，通过根据本发明的实施例的方法的实施方案提高了边缘3处边缘区域4内的氮浓度，如传统实施方案的曲线11与根据本发明的实施例的实施方案的曲线13的比较所显示。
通过降低碳浓度同时提高氮浓度，可以实现可比较的硬度效果。
因此，可以有利地影响金属组件在临界表面区域内的组织结构，在该区域内该组件1的表面2是不平坦的。特别是可以在螺纹、切口、边缘等处实施渗氮，从而能够有利地降低否则过高的碳化物浓度。在此，在这些临界表面区域处金属组件1可以获得高的承载能力，同时达到所要求的硬度。
根据本发明的实施例的碳氮共渗方法特别适合于压缩空气的自燃式内燃机的组件或者适合于该内燃机的燃料喷射装置。尤其是可以制造高压喷射泵的组件、柴油喷射发动机的元件、节流阀等。此外，所述方法还适合于传动元件。
本发明并不仅限于上述实施例。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.对金属组件(1)进行碳氮共渗的方法，其中设置至少一个渗碳阶段(D1，D2)，在渗碳阶段中利用碳供体气体对金属组件(1)进行渗碳，设置渗碳阶段(D1，D2)所配属的至少一个渗氮阶段(C1，C2，C3)，渗氮阶段在渗碳阶段(D1，D2)之前进行，金属组件(1)在渗氮阶段(C1，C2，C3)中在金属组件(1)的表面区域(4)上利用氮供体气体在表面上进行渗氮，其特征在于，设置加热阶段(A)，在加热阶段中将金属组件(1)加热至处理温度，加热阶段(A)在渗氮阶段(C1，C2，C3)和渗碳阶段(D1，D2)之前进行，所有的渗氮阶段(C1，C2，C3)和渗碳阶段(D1，D2)均在处理温度下进行；
金属组件(1)在表面区域(4)内进行渗氮，组件(1)的表面(4)在该表面区域上是不平坦的；和/或
金属组件(1)在螺纹、切口、边缘(3)等处的表面区域(4)内进行渗氮；和/或
金属组件(1)是传动元件；和/或
金属组件(1)具有啮合结构，组件(1)的表面(4)在该啮合结构处进行渗氮。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，设置多个渗碳阶段(D1，D2)，每个渗碳阶段(D1，D2)均配属至少一个之前进行的渗氮阶段(C1，C2，C3)。
3.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，处理温度在约780℃至约1050℃的范围内。
4.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述碳氮共渗是低压碳氮共渗。
5.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在一个渗氮阶段(C1，C2，C3)与一个其后的渗碳阶段(D1，D4)之间设置至少一次工艺气体更换(F1，F3)，在此次工艺气体更换过程中将在渗氮阶段(C1，C2，C3)中所用的氮供体气体通过抽真空加以去除或者利用惰性气体加以排出；和/或在一个渗碳阶段(D1)与一个其后的渗氮阶段(C3)之间设置至少一次工艺气体更换(F2)，在此次工艺气体更换过程中将在渗碳阶段中所用的碳供体气体通过抽真空加以去除或者利用惰性气体加以排出。
6.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述氮供体气体包括氨气和/或氮气；和/或所述碳供体气体包括乙炔和/或乙烯和/或丙烷和/或丙烯和/或甲烷和/或环己烷和/或环戊烷。
7.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，设置至少一个扩散阶段(E1，E2)，在扩散阶段中进行抽真空和/或使金属组件(1)至少基本上被惰性气体包围，扩散阶段(E1，E2)在渗氮阶段(C1)或渗碳阶段(D2)之后进行。
8.通过根据前述权利要求之一的方法进行碳氮共渗的金属组件(1)，尤其是传动元件和/或具有至少一个啮合结构的组件和/或一种或多种压缩空气的自燃式内燃机的燃料喷射装置的组件。

Claims (10)

1.对金属组件(1)进行碳氮共渗的方法，其中设置至少一个渗碳阶段(D1，D2)，在渗碳阶段中利用碳供体气体对金属组件(1)进行渗碳，设置渗碳阶段(D1，D2)所配属的至少一个渗氮阶段(C1，C2，C3)，渗氮阶段在渗碳阶段(D1，D2)之前进行，金属组件(1)在渗氮阶段(C1，C2，C3)中在金属组件(1)的至少一个表面区域(4)上利用氮供体气体至少在表面上进行渗氮。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，设置多个渗碳阶段(D1，D2)，每个渗碳阶段(D1，D2)均配属至少一个之前进行的渗氮阶段(C1，C2，C3)。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，设置加热阶段(A)，在加热阶段中将金属组件(1)加热至处理温度，加热阶段(A)在渗氮阶段(C1，C2，C3)和渗碳阶段(D1，D2)之前进行。
4.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于，处理温度在约780℃至约1050℃的范围内。
5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，所述碳氮共渗是低压碳氮共渗。
6.根据权利要求1至5之一的方法，其特征在于，在一个渗氮阶段(C1，C2，C3)与一个其后的渗碳阶段(D1，D4)之间设置至少一次工艺气体更换(F1，F3)，在此次工艺气体更换过程中将在渗氮阶段(C1，C2，C3)中所用的氮供体气体通过抽真空加以去除或者利用惰性气体加以排出；和/或在一个渗碳阶段(D1)与一个其后的渗氮阶段(C3)之间设置至少一次工艺气体更换(F2)，在此次工艺气体更换过程中将在渗碳阶段中所用的碳供体气体通过抽真空加以去除或者利用惰性气体加以排出。
7.根据权利要求1至6之一的方法，其特征在于，所述氮供体气体包括氨气和/或氮气；和/或所述碳供体气体包括乙炔和/或乙烯和/或丙烷和/或丙烯和/或甲烷和/或环己烷和/或环戊烷。
8.根据权利要求1至7之一的方法，其特征在于，设置至少一个扩散阶段(E1，E2)，在扩散阶段中进行抽真空和/或使金属组件(1)至少基本上被惰性气体包围，扩散阶段(E1，E2)在渗氮阶段(C1)或渗碳阶段(D2)之后进行。
9.根据权利要求1至8之一的方法，其特征在于，金属组件(1)至少在表面区域(4)内进行渗氮，组件(1)的表面(4)在该表面区域上是不平坦的；和/或金属组件(1)至少在螺纹、切口、边缘(3)等处的表面区域(4)内进行渗氮；和/或金属组件(1)是传动元件；和/或金属组件(1)具有至少一个啮合结构，组件(1)的表面(4)在该啮合结构处进行渗氮。
10.通过根据权利要求1至9之一的方法进行碳氮共渗的金属组件(1)，尤其是传动元件和/或具有至少一个啮合结构的组件和/或一种或多种压缩空气的自燃式内燃机的燃料喷射装置的组件。
CN201180020153.7A 2010-04-23 2011-04-06 对金属组件进行碳氮共渗的方法 Active CN102947477B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010028165A DE102010028165A1 (de) 2010-04-23 2010-04-23 Verfahren zur Carbonitrierung von metallischen Bauteilen
DE102010028165.4 2010-04-23
PCT/EP2011/055359 WO2011131487A1 (de) 2010-04-23 2011-04-06 Verfahren zur carbonitrierung von metallischen bauteilen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102947477A true CN102947477A (zh) 2013-02-27
CN102947477B CN102947477B (zh) 2016-09-14

Family

ID=43923638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180020153.7A Active CN102947477B (zh) 2010-04-23 2011-04-06 对金属组件进行碳氮共渗的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10280500B2 (zh)
EP (1) EP2561111B1 (zh)
JP (1) JP5680185B2 (zh)
CN (1) CN102947477B (zh)
DE (1) DE102010028165A1 (zh)
WO (1) WO2011131487A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105264106A (zh) * 2013-04-18 2016-01-20 标致·雪铁龙汽车公司 包含在渗碳之前唯一的渗氮期的热化学处理方法
CN105420663A (zh) * 2015-11-20 2016-03-23 贵州师范大学 一种钛合金碳氮复合渗的表面处理方法
CN107406960A (zh) * 2014-12-11 2017-11-28 依西埃姆科技公司 低压碳氮共渗方法和炉
CN107488850A (zh) * 2016-06-13 2017-12-19 沈阳科蓝纳米涂层技术有限公司 一种碳氮化钛涂层的制备方法
CN109097722A (zh) * 2018-08-30 2018-12-28 宁波市精恒凯翔机械有限公司 滚刀的加工工艺

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2981947B1 (fr) * 2011-10-31 2014-01-03 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de carbonitruration basse pression, a plage de temperature etendue dans une phase de nitruration initiale
FR2981948B1 (fr) * 2011-10-31 2014-01-03 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de carbonitruration basse pression, a gradient reduit de temperature dans une phase de nitruration initiale
FR2981949B1 (fr) * 2011-10-31 2013-11-08 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de carbonitruration a etape de nitruration finale pendant une descente de temperature
CN103361594A (zh) * 2013-08-07 2013-10-23 湖南特科能热处理有限公司 一种钢制加工件表面渗碳氮化处理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5540843A (en) * 1978-09-14 1980-03-22 Nippon Spindle Mfg Co Ltd Spinning ring
JP2006028541A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Nissan Motor Co Ltd 高強度機械構造用部品の製造方法、および高強度機械構造用部品
DE102009002985A1 (de) * 2009-05-11 2010-11-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Carbonitrierung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5273585A (en) 1990-03-27 1993-12-28 Mazda Motor Corporation Heat-treating apparatus
JP3326874B2 (ja) 1993-05-31 2002-09-24 日本精工株式会社 転がり軸受
FR2763604B1 (fr) * 1997-05-23 1999-07-02 Innovatique Sa Procede pour la formation, par un traitement thermochimique sans plasma, d'une couche superficielle presentant une durete elevee
DE19909694A1 (de) 1999-03-05 2000-09-14 Stiftung Inst Fuer Werkstoffte Verfahren zum Varbonitrieren bei Unterdruckverfahren ohne Plasmaunterstützung
EP1160349B1 (de) * 2000-05-24 2004-08-18 Ipsen International GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung metallischer Werkstücke
DE10118494C2 (de) * 2001-04-04 2003-12-11 Aichelin Gesmbh Moedling Verfahren zur Niederdruck-Carbonitrierung von Stahlteilen
WO2003048405A1 (fr) * 2001-11-30 2003-06-12 Koyo Thermo Systems Co., Ltd. Dispositif et procede pour traitement thermique sous vide
DE10315957A1 (de) * 2003-04-08 2004-10-28 Ejot Gmbh & Co. Kg Schraube mit einer partiell gehärteten Funktionsspitze und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE10322255B4 (de) * 2003-05-16 2013-07-11 Ald Vacuum Technologies Ag Verfahren zur Hochtemperaturaufkohlung von Stahlteilen
JP4925971B2 (ja) * 2006-11-16 2012-05-09 廣司 尾上 高張力鋼板用タッピンねじ類の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5540843A (en) * 1978-09-14 1980-03-22 Nippon Spindle Mfg Co Ltd Spinning ring
JP2006028541A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Nissan Motor Co Ltd 高強度機械構造用部品の製造方法、および高強度機械構造用部品
DE102009002985A1 (de) * 2009-05-11 2010-11-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Carbonitrierung

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105264106A (zh) * 2013-04-18 2016-01-20 标致·雪铁龙汽车公司 包含在渗碳之前唯一的渗氮期的热化学处理方法
CN107406960A (zh) * 2014-12-11 2017-11-28 依西埃姆科技公司 低压碳氮共渗方法和炉
CN107406960B (zh) * 2014-12-11 2020-09-22 依西埃姆科技公司 低压碳氮共渗方法和炉
CN105420663A (zh) * 2015-11-20 2016-03-23 贵州师范大学 一种钛合金碳氮复合渗的表面处理方法
CN107488850A (zh) * 2016-06-13 2017-12-19 沈阳科蓝纳米涂层技术有限公司 一种碳氮化钛涂层的制备方法
CN109097722A (zh) * 2018-08-30 2018-12-28 宁波市精恒凯翔机械有限公司 滚刀的加工工艺

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010028165A1 (de) 2011-10-27
JP5680185B2 (ja) 2015-03-04
US20130126049A1 (en) 2013-05-23
CN102947477B (zh) 2016-09-14
EP2561111A1 (de) 2013-02-27
US10280500B2 (en) 2019-05-07
EP2561111B1 (de) 2016-10-12
JP2013528702A (ja) 2013-07-11
WO2011131487A1 (de) 2011-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102947477A (zh) 对金属组件进行碳氮共渗的方法
US8828150B2 (en) Method for carburizing workpieces and its application
CN109609891B (zh) 一种bg801材料金相组织渗碳控制方法
CN102439194B (zh) 碳氮共渗方法
US10125734B2 (en) Method for nitriding a component of a fuel injection system
CN109457212B (zh) 一种css-42l材料低压真空渗碳方法
Kula et al. Activation of carbon deposit in the process of vacuum carburizing with preliminary nitriding
CN102864407A (zh) 稀土催渗氮碳共渗工艺
KR20190020634A (ko) 철 합금 및 다른 금속으로 제조된 가공물의 저압 침탄(lpc) 방법
CN103628021A (zh) 滴注式铁素体气体氮碳共渗工艺
US10689744B2 (en) Method and arrangement for processing articles
EP1954848B1 (en) A process for raising the tempering resistance of a steel work piece
RU2756547C1 (ru) Способ азотирования коррозионно-стойких и высоколегированных сталей
US20230134881A1 (en) Sliding element, in particular piston ring, and method for producing same
Castro et al. Low Pressure Carburizing for Steel Components Subjected to Wear: A Comparison Against Plasma Nitriding
KR20030050002A (ko) 자동차용 베어링의 열처리 방법
Sainz et al. Secondary Operations: Microstructural Characterization of the Surface Layer of PM Steels after Low Pressure Carburizing
IN2014DN10406A (zh)
PL240534B1 (pl) Sposób nawęglania niskociśnieniowego (LPC)
CN116179998A (zh) 一种铝型材挤压模具氮化处理方法

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