CN1049252C - 离子氮碳共渗和中温离子渗硫复合处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种离子氮碳共渗和中温离子渗硫复合处理方法，该方法是首先将工件置于离子轰击炉中，在一定的真空度、工作电压和温度下通入氨气和含碳介质挥发气，轰击2～6小时后，降低温度，通入含硫介质挥发气，并控制真空度、工作电压、氨气流量和含硫介质挥发气流量，轰击0.5～2小时，即完成对工作的复合处理。用本发明方法处理的零件或工具，表面形成硫化物和氮化合物复合渗层，因而提高了其表面耐磨性，延长使用寿命。
Description
本发明涉及一种离子氮碳共渗和中温离子渗硫复合处理方法，属金属材料表面处理技术。
离子氮碳共渗可对钢铁表面进行强化，离子渗硫可提高钢的耐磨性。但目前这两种工艺都只作为单一处理方法各自单独进行，在材料表面只能获得单一渗层。而且目前采用的低温离子渗硫法，只用于钢铁淬火后的处理，渗速受到限制。对未经淬火的钢铁经低温渗硫后对耐磨性提高无明显效果。
本发明的目的是设计一种离子氮碳共渗和中温离子渗硫复合处理方法，对已经过淬火硬化和未经淬火硬化的钢都可以采用本办法获得硫化物和氮碳化合物的复合渗层，提高零件或工具的表面耐磨性，延长其使用寿命。
本发明设计的离子氮碳共渗和中温离子渗硫复合处理方法，包括下列各步骤：
(1)将需处理的工件置于离子轰击炉中，抽真空至10～20Pa后，通入氨气和含碳介质挥发气，其中，氨气流量为2～6L/min，挥发气流量为0.3～1L/min，工作电压为600～800V，维持真空度700～950Pa，温度为500～600℃，轰击时间为2～6小时；
(2)停止送含碳介质挥发气，降低氨气流量，通入含硫介质挥发气，停止轰击，待炉内工件温度降到200～400℃后，再加轰击电压，进行中温离子渗硫，其工作电压为600～700V，真空度为600～800Pa，氨气流量为0.5～1.5L/min，含硫介质挥发气流量为0.5～1L/min，温度为200～400℃，轰击时间为0.1～2小时；
(3)停止送气，并停止轰击，工件在炉内冷却到100℃左右，即完成对工件的复合处理。
在本方法中，通入离子轰击炉中的含碳介质挥发气为丙酮或酒精；通入离子轰击炉中的含硫介质挥发气为CS2。
本发明的离子氮碳共渗和中温离子渗硫复合处理方法，可应用于碳钢、合金钢、铸铁材料制成的各种零件、模具、刀具的表面强化，能获得硫化物和氮碳化合物复合渗层，大大提高零件或工具的表面耐磨性，因而延长其使用寿命。
下面介绍本发明的实施例：
实施例1：处理材料高速钢，热处理状态：1250～1260℃淬火十三次560℃回火。
离子氮碳共渗：电压750V，真空度900Pa，氨气流量1.5L/min，丙酮挥发气流量0.3L/min，温度520℃，时间2h。
离子渗硫：电压600V，真空度700Pa，氨气流量0.6L/min，CS2挥发气流量0.8L/min，温度250℃，时间0.5h。
实施例2：处理材料45钢，热处理状态：正火。
离子氮碳共渗：电压750V，真空度900Pa，氨气流量2L/min，丙酮挥发气流量0.3L/min，温度550℃，时间2.5h。
离子渗硫：电压620V，真空度750Pa，氨气流量1L/min，CS2挥发气流量0.5L/min，温度300℃，时间1.5h。
实施例3：处理材料20钢，热处理状态：正火。
离子氮碳共渗：电压800V，真空度800Pa，氨气流量3L/min，酒精挥发气流量0.5L/min，温度600℃，时间2h。
离子渗硫：电压652V，真空度700Pa，氨气流量1L/min，CS2挥发气流量0.3L/min，温度320℃，时间1h。
在往复式磨损试验机上进行了磨损试验；载荷14N，往复次数3000次，对磨件为GW15钢球(φ10)，上述三种处理后的试件与未处理的同种材料相比，磨损量减少30～50％，耐磨性得到明显提高。
Claims (3)
1、一种离子氮碳共渗和中温离子渗硫复合处理方法，其特征在于该方法包括下列各步骤：
(1)将需处理的工件置于离子轰击炉中，抽真空至10～20Pa后，通入氨气和含碳介质挥发气，氨气流量为2～6L/min，挥发气流量为0.3～1L/min，工作电压为600～800V，维持真空度700～950Pa，温度为500～600℃，轰击时间为2～6小时；
(2)停止送含碳介质挥发气，降低氨气流量，通入含硫介质挥发气，停止轰击，待炉内工件温度降到200～400℃后，再加轰击电压，进行中温离子渗硫，其工作电压为600～700V，真空度为600～800Pa，氨气流量为0.5～1.5L/min，含硫介质挥发气流量为0.5～1L/min，温度为200～400℃，轰击时间为0.1～2小时；
(3)停止送气，并停止轰击，工件在炉内冷却到100℃左右，即完成对工件的复合处理。
2、如权利要求1所述的处理方法，其特征在于通入离子轰击炉中的含碳介质挥发气为丙酮或酒精。
3、如权利要求1所述的处理方法，其特征在于通入离子轰击炉中的含硫介质挥发气为CS2。
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