CN105648394A - 一种碳氮共渗热处理工艺方法 - Google Patents

一种碳氮共渗热处理工艺方法 Download PDF

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CN105648394A CN201410649223.0A CN201410649223A CN105648394A CN 105648394 A CN105648394 A CN 105648394A CN 201410649223 A CN201410649223 A CN 201410649223A CN 105648394 A CN105648394 A CN 105648394A
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张国峰
冯学民
杨根军
陈彦
王翀
韩敏
胡久
陈铭
董艳芬
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Abstract

本发明属于工艺技术领域，提供一种碳氮共渗热处理工艺方法，包括：对零件进行清洗除油，清洗后绑扎零件，挂在专用卡具上；零件入炉前先升温至高于碳氮共渗温度50℃，在此温度往炉内滴入3:1的甲苯和乙醇混合液，滴入速率为80滴/分～100滴/分；炉内压力保持在5mm～15mm水柱之间，炉温逐步降至碳氮共渗温度，时间不少于1小时；零件装炉，待炉温恢复到碳氮共渗温度800±5℃时开始计时，保温35min～45min,甲酰胺渗剂滴入速率为100滴/分～130滴/分，炉内压力保持在10mm～30mm水柱之间；从炉内取出零件，在10％的盐水溶液中淬火；在热水中清洗掉零件表面上的盐迹并干燥；然后在4小时内在硝盐槽炉中进行回火。

Description

一种碳氮共渗热处理工艺方法
技术领域
本发明是关于钢制件的碳氮共渗热处理工艺方法，具体的地说，是关于15CrV材料碳氮共渗热处理工艺方法。
背景技术
由于碳氮共渗的轴衬零件是某型飞机操纵系统的重要零件，要求零件表面硬度高耐磨性好，并有高的耐冲击韧性，零件芯部还必须有一定的塑性。因此为满足零件的技术要求，设计采用15CrV材料加工，该材料具有良好的淬透性，材料中以化合物状态存在的钒，产生的细小颗粒而形成新相的晶核，能提高钢的回火稳定性并有其强烈的二次硬化作用。固溶于铁素体中有及强的固溶强化作用，有细化晶粒作用，所以能大大提高低温冲击韧性。同时碳化钒是金属碳化物中最硬最耐磨的，可提高零件的使用寿命。钒通过细小碳化物颗粒的弥散分布也可以提高钢的蠕变和持久强度冷变形时塑性高，但是由于该项材料热处理工艺复杂，国内没有成熟的工艺规范。
发明内容
本发明的目的是：提供一种碳氮共渗热处理工艺方法，解决钢件的碳氮共渗热处理工艺。
本发明的技术方案是：
一种碳氮共渗热处理工艺方法，包括：
对零件进行清洗除油，清洗后用0.2mm软态不锈钢丝绑扎零件，零件之间的间隙不得小于2mm，将清洗绑扎好的零件，挂在专用卡具上；
零件入炉前先升温至高于碳氮共渗温度50℃，在此温度往炉内滴入3:1的甲苯和乙醇混合液，滴入速率为80滴/分～100滴/分；炉内压力保持在5mm～15mm水柱之间，炉温逐步降至碳氮共渗温度，时间不少于1小时；
将清洗后的零件装炉，待炉温恢复到碳氮共渗温度800±5℃时开始计时，保温35min～45min,甲酰胺渗剂滴入速率为100滴/分～130滴/分，炉内压力保持在10mm～30mm水柱之间；
零件碳氮共渗保温结束后，从炉内取出零件，在10％的盐水溶液中淬火，从炉门开启到零件完全浸入盐水的时间不超过10s；
将淬过火的零件，在热水中清洗掉零件表面上的盐迹并干燥；
零件干燥后在4小时内在硝盐槽炉中进行回火，即将零件放入炉温保持在170℃～230℃硝盐槽内，保温120min～180min后，将零件放入≥60℃冷却。
本发明的优点是：解决了零件碳氮共渗热处理工艺国内无现行热处理工艺规范的技术问题，试验产生的成果可用于公司零件碳氮共渗热处理工艺，符合飞机轴衬零件碳氮共渗热处理生产。
具体实施方式
最佳工艺实施方案步骤：
1工艺材料确认(见表1)：
表1工艺材料
序号 材料 技术标准 规格
1 无水乙醇(C2H5OH) GB/T678 化学纯
2 甲苯(C6H5CH3) GB/T684 化学纯
3 氯化钠(NaCl) HB5408 工业级
4 硝酸钾(KNO3) HB5408 工业优级品
5 亚硝酸钠NaNO2 GB2367 工业二级
6 甲酰胺(HCONH2) --- 化学纯
2工艺流程确认：零件验收→渗前准备→碳氮共渗→淬火→清洗→回火→检验
a)零件验收：送交碳氮共渗的零件，表面不允许有裂纹、划伤、毛刺、尖角、锈蚀、腐蚀、油漆、油污、脏物及氧化色等，表面粗糙度为Ra3.2mm～1.6mm。
b)渗前准备：零件碳氮共渗前按文件进行清洗除油。用0.2mm软态不锈钢丝绑扎零件，绑扎时用力要均匀，防止绑扎松紧程度不一，造成零件变形。零件之间的间隙不得小于2mm。清洗干净的零件绑扎时应戴干净手套操作。将清洗绑扎好的零件，挂在专用卡具上，各组零件相互的间距应保证炉内气氛在零件之间畅通，以达到均匀加热及渗层厚度均匀一致的要求。
C)碳氮共渗:
1)排气：零件入炉前先升温至高于碳氮共渗温度50℃，在此温度往炉内滴入3:1的甲苯和乙醇混合液，滴入速率为80滴/分～100滴/分；炉内压力保持在5mm～15mm水柱之间。在排气过程中，炉温逐步降至碳氮共渗温度，总排气时间不少于1小时。
2)排气完毕，按表2规定的规范进行碳氮共渗。
表2碳氮共渗规范
d)淬火：零件碳氮共渗保温结束后，从炉内迅速取出，在10％的盐水溶液中淬火。淬火转移时间：零件不超过10s。
e)清洗：将盐水槽中淬过火的零件，回火前在热水中清洗掉零件表面上的盐迹并干燥。
f)回火：零件干燥后进行回火，所述回火在淬火后4h内按表3进行。
表3回火规范
J)检验：
零件按最佳工艺实施方案进行后，机械性能满足了设计要求。具体结果如下：
(1)渗层；0.12mm～0.18mm
(2)硬度：HRC57～62、HV642～766
(3)金相组织：
a)共渗层黑色组织检查：零件渗层无黑色组织；
b)非渗层组织检查:零件中心铁素体组织含量为40％～60％。

Claims (1)

1.一种碳氮共渗热处理工艺方法，其特征在于，包括：
对零件进行清洗除油，清洗后用0.2mm软态不锈钢丝绑扎零件，零件之间的间隙不得小于2mm，将清洗绑扎好的零件，挂在专用卡具上；
零件入炉前先升温至高于碳氮共渗温度50℃，在此温度往炉内滴入3:1的甲苯和乙醇混合液，滴入速率为80滴/分～100滴/分；炉内压力保持在5mm～15mm水柱之间，炉温逐步降至碳氮共渗温度，时间不少于1小时；
将清洗后的零件装炉，待炉温恢复到碳氮共渗温度800±5℃时开始计时，保温35min～45min,甲酰胺渗剂滴入速率为100滴/分～130滴/分，炉内压力保持在10mm～30mm水柱之间；
零件碳氮共渗保温结束后，从炉内取出零件，在10％的盐水溶液中淬火，从炉门开启到零件完全浸入盐水的时间不超过10s；
将淬过火的零件，在热水中清洗掉零件表面上的盐迹并干燥；
零件干燥后在4小时内在硝盐槽炉中进行回火，即将零件放入炉温保持在170℃～230℃硝盐槽内，保温120min～180min后，将零件放入≥60℃冷却。
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