CN105886999B - 一种汽车轮毂浅层渗碳工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明轮毂生产技术领域，具体涉及一种汽车轮毂浅层渗碳工艺。所述工艺包括如下步骤：除杂，通气，强渗，扩散、降温，淬火，回火；经过本发明提供的轮毂浅层渗碳工艺得到的轮毂渗碳层厚度为2.5‑3mm，外表层残余奥氏体和非马氏体含量有效降低；且在外表层渗层处形成多而弥撒分布的细小碳化物颗粒，有效提高轮毂钢件硬度和耐磨性能。

Description

一种汽车轮毂浅层渗碳工艺
技术领域
本发明轮毂生产技术领域，具体涉及一种汽车轮毂浅层渗碳工艺。
背景技术
现有大部分汽车轮毂含碳量低，材料组织由铁素体和珠光体组成，淬火后多为板条马氏体；低碳钢韧性大，硬度低，耐磨性差。对于高速行驶的汽车来说，因轮毂变形、制动等产生的高温导致爆胎、制动效能降低等现象已屡见不鲜。由于轮毂工作环境的特殊性，许多轮毂既要求能够承受冲击载荷，又对耐磨性提出了要求，所以需对轮毂进行渗碳处理。渗碳，是对金属表面进行处理的一种方法，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，从而获得表层高碳，而钢件中心仍保持原有成分的韧性，使得钢件整体性能更突出。
现有渗碳淬火工艺常用渗碳预冷后，直接淬火，但淬火后渗层中残余奥氏体量偏高，尤其对于本质粗晶粒钢，表面易形成网状碳化物，表面硬度难以达到技术要求，影响其机械性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种满足钢件心部低硬度、高韧性的同时，在渗层处形成多而弥撒分布的细小碳化物颗粒的汽车轮毂浅层渗碳工艺，有效提高轮毂钢件硬度和耐磨性能。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种汽车轮毂浅层渗碳工艺，包括如下步骤：
S1、除杂：清理轮毂表面残留油渍、污物、毛刺；
S2、通气：将轮毂放入渗碳炉中，排尽炉内空气，抽真空，充入氮气保护气，将渗碳炉升温至860-870℃；
S3、强渗：分别向炉内充入甲醇裂解气和丙烷；保持炉内碳势0.9-1.3，恒温2-4h；
S4、扩散、降温：调整炉温至840-850℃，调节炉内碳势为0.8-1.0，恒温4-6h；冷却至810-830℃，然后调节炉内碳势为0.75-0.85，恒温0.5-1h；
S5、淬火：将轮毂浸入淬火油中，冷却至130-150℃；
S6、回火：将轮毂加热至360-390℃，保温2-4h，后随炉冷却，即得。
进一步的，所述的汽车轮毂浅层渗碳工艺，包括如下步骤：
S1、除杂：清理轮毂表面残留油渍、污物、毛刺；
S2、通气：将轮毂放入渗碳炉中，排尽炉内空气，抽真空，充入氮气保护气，将渗碳炉升温至865℃；
S3、强渗：分别向炉内充入甲醇裂解气和丙烷；保持炉内碳势1.1-1.2，恒温3.5h；
S4、扩散、降温：调整炉温至840-850℃，调节炉内碳势为0.85-0.95，恒温4-5h；冷却至810-830℃，然后调节炉内碳势为0.78-0.82，恒温0.5-1h；
S5、淬火：将轮毂浸入淬火油中，冷却至135-145℃；
S6、回火：将轮毂加热至370-380℃，保温2.5-3.5h，后随炉冷却，即得。
进一步的，所述步骤S2中渗碳炉升温过程如下：以100-150℃/h的速度将渗碳炉内温度升至450℃，再以400-500℃/h的速度将渗碳炉内温度升至860-870℃。
进一步的，所述步骤S3中甲醇裂解气的充入速度为35-50m3/h。
进一步的，所述步骤S3中丙烷的充入速度为60-80m3/h。
进一步的，所述步骤S2中抽真空后，炉内压强为-0.25～-0.5MPa。
本发明的有益效果为：经过本发明提供的轮毂浅层渗碳工艺得到的轮毂渗碳层厚度为2.5-3mm，外表层残余奥氏体和非马氏体含量有效降低；且在外表层渗层处形成多而弥撒分布的细小碳化物颗粒，有效提高轮毂钢件硬度和耐磨性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种汽车轮毂浅层渗碳工艺，包括如下步骤：
S1、除杂：清理轮毂表面残留油渍、污物、毛刺；
S2、通气：将轮毂放入渗碳炉中，排尽炉内空气，抽真空至炉内压强为-0.35MPa，充入氮气保护气，以120℃/h的速度将渗碳炉内温度升至450℃，再以450℃/h的速度将渗碳炉内温度升至860℃；
S3、强渗：分别以40m3/h和70m3/h的速度向炉内充入甲醇裂解气和丙烷；保持炉内碳势为1.1，恒温3.5h；
S4、扩散、降温：调整炉温至845℃，调节炉内碳势为0.95，恒温5h；冷却至820℃，然后调节炉内碳势为0.78，恒温0.5h；
S5、淬火：将轮毂浸入淬火油中，冷却至150℃；
S6、回火：将轮毂加热至370℃，保温3.5h，后随炉冷却，即得。
实施例2：
一种汽车轮毂浅层渗碳工艺，包括如下步骤：
S1、除杂：清理轮毂表面残留油渍、污物、毛刺；
S2、通气：将轮毂放入渗碳炉中，排尽炉内空气，抽真空至炉内压强为-0.25MPa，充入氮气保护气，以100-150℃/h的速度将渗碳炉内温度升至450℃，再以420℃/h的速度将渗碳炉内温度升至870℃；
S3、强渗：分别以50m3/h和70m3/h的速度向炉内充入甲醇裂解气和丙烷；保持炉内碳势0.9，恒温4h；
S4、扩散、降温：调整炉温至840℃，调节炉内碳势为0.8，恒温6h；冷却至810℃，然后调节炉内碳势为0.85，恒温1h；
S5、淬火：将轮毂浸入淬火油中，冷却至135℃；
S6、回火：将轮毂加热至390℃，保温2h，后随炉冷却，即得。
实施例3：
一种汽车轮毂浅层渗碳工艺，包括如下步骤：
S1、除杂：清理轮毂表面残留油渍、污物、毛刺；
S2、通气：将轮毂放入渗碳炉中，排尽炉内空气，抽真空至炉内压强为-0.5MPa，充入氮气保护气，以150℃/h的速度将渗碳炉内温度升至450℃，再以400℃/h的速度将渗碳炉内温度升至870℃；
S3、强渗：分别以35m3/h和60-80m3/h的速度向炉内充入甲醇裂解气和丙烷；保持炉内碳势为1.2，恒温3.5h；
S4、扩散、降温：调整炉温至845℃，调节炉内碳势为0.85，恒温4h；冷却至830℃，然后调节炉内碳势为0.82，恒温1h；
S5、淬火：将轮毂浸入淬火油中，冷却至145℃；
S6、回火：将轮毂加热至380℃，保温2.5h，后随炉冷却，即得。
实施例4：
一种汽车轮毂浅层渗碳工艺，包括如下步骤：
S1、除杂：清理轮毂表面残留油渍、污物、毛刺；
S2、通气：将轮毂放入渗碳炉中，排尽炉内空气，抽真空至炉内压强为-0.4MPa，充入氮气保护气，以100℃/h的速度将渗碳炉内温度升至450℃，再以500℃/h的速度将渗碳炉内温度升至865℃；
S3、强渗：分别以45m3/h和65m3/h的速度向炉内充入甲醇裂解气和丙烷；保持炉内碳势1.3，恒温2h；
S4、扩散、降温：调整炉温至850℃，调节炉内碳势为1.0，恒温4h；冷却至830℃，然后调节炉内碳势为0.75，恒温0.5h；
S5、淬火：将轮毂浸入淬火油中，冷却至130℃；
S6、回火：将轮毂加热至360℃，保温4h，后随炉冷却，即得。
本发明的有益效果为：经过本发明提供的轮毂浅层渗碳工艺得到的轮毂渗碳层厚度为2.5-3mm，外表层残余奥氏体和非马氏体含量有效降低；且在外表层渗层处形成多而弥撒分布的细小碳化物颗粒，有效提高轮毂钢件硬度和耐磨性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种汽车轮毂浅层渗碳工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、除杂：清理轮毂表面残留油渍、污物、毛刺；
S2、通气：将轮毂放入渗碳炉中，排尽炉内空气，抽真空，充入氮气保护气，将渗碳炉升温至860-870℃；
S3、强渗：分别向炉内充入甲醇裂解气和丙烷；保持炉内碳势0.9-1.3，恒温2-4h；
S4、扩散、降温：调整炉温至840-850℃，调节炉内碳势为0.8-1.0，恒温4-6h；冷却至810-830℃，然后调节炉内碳势为0.75-0.85，恒温0.5-1h；
S5、淬火：将轮毂浸入淬火油中，冷却至130-150℃；
S6、回火：将轮毂加热至360-390℃，保温2-4h，后随炉冷却，即得。
2.如权利要求1所述的汽车轮毂浅层渗碳工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、除杂：清理轮毂表面残留油渍、污物、毛刺；
S2、通气：将轮毂放入渗碳炉中，排尽炉内空气，抽真空，充入氮气保护气，将渗碳炉升温至865℃；
S3、强渗：分别向炉内充入甲醇裂解气和丙烷；保持炉内碳势1.1-1.2，恒温3.5h；
S4、扩散、降温：调整炉温至840-850℃，调节炉内碳势为0.85-0.95，恒温4-5h；冷却至810-830℃，然后调节炉内碳势为0.78-0.82，恒温0.5-1h；
S5、淬火：将轮毂浸入淬火油中，冷却至135-145℃；
S6、回火：将轮毂加热至370-380℃，保温2.5-3.5h，后随炉冷却，即得。
3.如权利要求1或2所述的汽车轮毂浅层渗碳工艺，其特征在于，所述步骤S2中渗碳炉升温过程如下：以100-150℃/h的速度将渗碳炉内温度升至450℃，再以400-500℃/h的速度将渗碳炉内温度升至860-870℃。
4.如权利要求1或2所述的汽车轮毂浅层渗碳工艺，其特征在于，所述步骤S3中甲醇裂解气的充入速度为35-50m3/h。
5.如权利要求1或2所述的汽车轮毂浅层渗碳工艺，其特征在于，所述步骤S3中丙烷的充入速度为60-80m3/h。
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